Producing of composite membrane for PEM fuel cells

Abstract

Enerji ihtiyacını karşılamada, yakıt hücreleri arasında, polimer elektrolit membran (PEM) yakıt hücreleri çevre dostu, yüksek verimlilik ve dayanıma sahip olan enerji çevrim cihazlarıdır. PEM yakıt hücrelerinde (PEMYH) performans ve dayanımının arttırılırken; maliyetin düşürülmesi, sistem bileşenlerinin birebir incelenmesi ile mümkündür. PEM yakıt hücresinde ise ince polimerik membran özellikleri, tüm yakıt hücresinin çalışma sürecini/çalışmasını etkilemektedir. Bu çalışmada, PEM yakıt hücrelerinde proton iletken olarak kullanılacak alternatif membran üretimi hedeflenmiştir. Yakıt hücreleri membranları literatürde çeşitli yöntemlerde üretimiştir, geleneksel üretim yöntemleri yerine, farklı bir bakış açısı, alternatif olarak geliştirilmiştir. Bu metotta PEM tipi yakıt hücreleri için mekanik olarak güçlendirilmiş, inorganik parçacık katkılı, gözenekli teflon (PTFE) temelli kompozit membran hazırlanması, farklı oranlarda (ağırlıkça %3,%5, %7 ve %10) titanya (TiO2) ve çeşitli kalınlıklarda serigrafi/ ipek baskı yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Termal kararlılığı ve mekanik özellikleri iyi, iletkenliği yüksek polimer membranların geliştirilmesi için çalışmalar yapılmıştır. Böylelikle bu basit yeni yöntemle elde edilen membranlar için yeni yöntemin etkileri ve membranların nihaî özellikleri raporlanmıştır.

When it comes to meet energy needs, Polymer electrolyte membrane (PEM) fuel cells are environmentally friendly energy converting devices that has high efficiency and strength among the other fuel cells. While lowering the cost, developing the performance and the durability of the PEM fuel cells (PEMFC) is related with inspecting the system components literally. Within the PEM fuel cell, the thin polymer membrane properties' effect the whole fuel cell's operating conditions. In this study, it is aimed that producing an alternative membrane to use as proton conductor in fuel cells. Fuel cell membranes have been manufactured using diversified methodologies. Instead of using conventional methods, a novel technique has been tried as an alternative method. In this method mechanically strengthened-teflon based composite membrane designed and produced where different rates of titania (%3,%5, %7 ve %10) used with a variety of membrane thicknesses. Within this study, membranes that have good thermal stability and mechanical properties, high proton conductivity values. Thus the basic novel approach's effects on the formation and the physical properties of the produced membranes are reported.