Membranele poroase cu polibenzimidazol poros induse de inversiunea fazei O arhitectură eficientă pentru
Date asociate
Abstract
1. Introducere
Separarea de fază indusă de solvent (NIPS) este o metodă studiată pe scară largă pentru sinteza unei membrane poroase PBI. A fost aplicat diferiților polimeri din domeniile nanofiltrării, separării și osmozei inverse [26,27,28]. În plus, NIPS produce structuri de pori mai mari decât alte metode disponibile. De asemenea, este ușor de controlat și potrivit pentru PBI și alte aplicații [29,30,31]. Membranele poroase sintetizate prin NIPS prezintă o absorbție excelentă a acidului, care se corelează direct cu conductivitatea lor de protoni. Din câte știm, membranele sintetizate prin această metodă pentru un sistem de celule de combustibil la temperatură înaltă care utilizează PA nu au fost raportate până în prezent [32,33,34]. Testarea inițială a indicat absorbția extrem de mare a PA, rezultând dizolvarea membranei la temperaturi ridicate, similară cu cea dintr-un solvent [22,23,24,25,26,27,28,29,30,31,32, 33,34,35]. Pentru a depăși acest lucru, membranele sunt reticulate pentru a-și îmbunătăți stabilitatea și a reduce semnificativ solubilitatea [36,37,38,39,40]. Cu toate acestea, în timpul fazei de turnare a filmului sunt realizate mai multe abordări pentru reticulare, care pot interfera cu procesul NIPS. Astfel, metoda ideală de reticulare termică este o abordare adecvată pentru a depăși dizolvarea membranei, deoarece poate fi efectuată după fabricarea membranei [41,42,43].
În această lucrare, sintetizăm membrane poroase meta-PBI (m-PBI) prin NIPS. M-PBI a fost ales în comparație cu alți candidați, cum ar fi p-PBI, deoarece solubilitatea lor inerent redusă a împiedicat procesul de fabricare a membranei poroase. Analizele chimice și morfologice ale membranelor sintetizate au fost efectuate folosind spectroscopia în infraroșu transformată Fourier (FT-IR), analiza termogravimetrică (TGA) și microscopia electronică cu scanare (SEM), pentru a optimiza și evalua reticularea și performanța prin interacțiuni cu PA . Mai mult, dopajul PA și umflarea au fost caracterizate prin testarea nivelului de dopaj. Performanța membranei pentru aplicare în HT-PEMFC a fost evaluată pe baza conductivității protonilor utilizând un analizor de impedanță. Mai mult, ansamblul electrodului cu membrană (MEA) a fost realizat pentru a determina performanța cu o singură celulă a membranei.