Browsing by Author "MUSTAFA ERKARTAL"

Now showing 1 - 1 of 1

Proton İletken Polimer Metal Organik Kafes Yapılar İçeren Kompozit Membranlar
(Abdullah Gül Üniversitesi, 2015) MUSTAFA ERKARTAL; Erkartal, Mustafa; Şen, Ünal; 01. Abdullah Gül University
Proton değişim membranlı yakıt hücreleri (PDMYH), düşük sera gazı emisyonları, yüksek verimlilikleri, farklı yakıt seçenekleri ve düşük bakım maliyetleri nedeniyle yeni enerji kaynağı arayışında üzerine en çok çalışma yapılan alanlardan biridir. Bu yüzden, PDMYH'leri geleneksel güç üreticilerinin yerine geçebilecek en potansiyel aday konumundadır. Proton değişimli membran (PDM) bir yakıt hücresinin en temel parçasıdır. Halihazırda Nafion® ve PBI yakıt hücrelerinde sıklıkla kullanılan malzemelerdir. Yüksek proton iletkenliğine sahip, iyi kimyasal ve mekanik kararlılığa sahip, üretim maliyetleri düşük olan yeni PDM'lerin üretilememesi PDMYH'lerin ticarileşmesinin önündeki en büyük engellerden biridir. Bu tezde ilk defa, zeolitik imidazol çerçeve yapıları (ZIF) içeren iki tür yeni proton değişimli kompozit membranlar üretildi. Çalışmanın ilk bölümünde, polivinil alkol (PVA), poli-2-akrilamit- 2-metil propan sülfonik asit (PAMPS) ve ZIF-8'den oluşan, 3 bileşenli kompozit membranlar, çalışma sıcaklığı 100 0C altında olan yakıt hücreleri için üretildi. Nafion'un kimyasal yapısına benzetilerek üretilen bu membranların yapısal analizleri yapıldı ve proton ilektenlikleri elektrokimyasal impedans spektroskobisi ile yapıldı. Bu membranlardan ağırlıkça 55 PVA/40 PAMPS/5 ZIF-8 kompozisyona sahip olan membran, %100 nemli olarak 800C'de 0.13 S cm-1 büyüklüğünde bir proton iletkenlik değerine sahiptir. Bu değer literatürde yer alan, aynı koşullarda Nafion®'nun sahip olduğu iletkenlik değerinden yüksektir. Bu çalışmanın ikinci bölümünde ise, çalışma sıcaklık aralığı 100-200 0C aralığında olan yüksek sıcaklık proton değişim membranlı yakıt hücresinde kullanılabilecek kompozit membranlar üretilmiştir. Bu kompozit membranlar matris malzeme olarak polibenzimidazol (PBI) kullanılırken, ZIF-8 nano parçacıkları ise takviye malzemesi olarak kullanılmıştır. Farklı kompozisyonlarda üretilen bu membranlarda ise ağırlıkça 12.5 ZIF-8/PBI kompozisyona sahip olan membran nemsiz ortamda, 160 0C' de 0.0045 S cm-1 proton iletkenlik değerine sahiptir. Bu değer PBI'ın aynı koşullar altında ölçülen iletkenliği ile karşılaştırılabilir bir değerdir. Anahtar kelimeler: Proton değişim membranlı yakıt hücreleri, PVA, PAMPS, PBI, ZIF- 8