Журнал мембранных наук и технологий

Абстрактный

Подготовка и характеристика коммерческой полиэтилентерефталатной мембраны для применения в топливных элементах

Абдель-Хади Э.Э., Абдель-Хамед М.О. и Гомаа М.М.

Коммерческая протонообменная мембрана на основе полиэтилентерефталата (ПЭТ) была получена путем прививки стирола на ПЭТ-пленки с помощью УФ-излучения. Было изучено влияние времени облучения и различных концентраций мономера на степень прививки (DG). Было обнаружено, что DG линейно увеличивается с увеличением времени облучения и концентрации мономера, достигая максимума на определенном уровне. Также было изучено влияние концентраций хлорсульфоновой кислоты на ионообменную емкость (IEC) и прочность на разрыв, чтобы найти оптимальную концентрацию хлорсульфоновой кислоты для использования в процессе сульфирования. Диапазон IEC от 0,2 до 0,775 м моль/г, полученный в результате обработки мембран из ПЭТ с привитым стиролом и сульфированного ПЭТ (ПЭТ-г-ПССА) различными уровнями хлорсульфоновой кислоты, показал, что хлорсульфоновая кислота является эффективным инструментом для контроля IEC. Анализ инфракрасной Фурье-спектроскопии (FTIR) подтвердил прививку и сульфирование на пленках ПЭТ. Кроме того, термогравиметрический анализ использовался для исследования поведения исходной пленки ПЭТ и мембран ПЭТ-г-ПССА. Было обнаружено, что проницаемость метанола и протонная проводимость пленки ПЭТ-г-ПССА с DG 166% составляют 1,2×10-8 и 58 мСм/см соответственно, что лучше, чем у мембраны Nafion 212, измеренной с помощью тех же приборов в тех же условиях. Поскольку они имеют более низкую стоимость, более высокую проводимость и более низкую проницаемость метанола, PET-г-ПССА может быть лучше использован вместо Nafion в прямых метанольных топливных элементах.