Результаты и их обсуждение - Исследование электротранспортных свойств композитов на основе перфторированных мембран МФ-4СК, полианилина и дисперсии платины
Для диагностики состояния мембраны на каждом этапе синтеза контролировали диффузионную проницаемость и электропроводность мембраны.
Измерение удельной электропроводности образцов мембран в процессе их модифицирования показало, что она снижается незначительно независимо от выбора восстановителя (примерно на 15%) и сохраняет достаточно высокие значения, сопоставимые с электропроводностью исходной мембраны, которые находятся в пределах соответствующих требованиям к полимерных электролитам для топливных элементов (рисунок 8 ).
Из рисунка видно, что при появлении полианилина в объеме перфторированной матрицы приводит к снижению диффузионной проницаемости на 30-50%, что вызвано торможением ко-ионов положительно-заряженными цепями полианилина и согласуется с полученными ранее данными [19]. Поскольку слой платиновой дисперсии расположен только на одной стороне мембраны, исследовали его влияние на величину диффузионной проницаемости композита. Для этого изменяли ориентацию мембраны по отношению к потоку электролита. Диффузионная проницаемость со стороны, содержащей Pt, выше за счет расклинивания наноканалов базовой матрицы платиновыми частицами. В случае применения в качестве восстановителя боргидрида натрия, величина диффузионной проницаемости сохраняет прежнее значение и не зависит от ориентации мембраны к потоку электролитов. Если в качестве восстановителя применяется гидразин, происходит дополнительное снижение диффузионной проницаемости по сравнению с композитной мембраной МФ-4СК/ПАн, причем в случае, если модифицированный слой встречает поток, она выше, чем при обратной ориентации приблизительно на 18 %.
Образец, полученный с применением гидразина, испытали в условиях работы низкотемпературного водородо-воздушного топливного элемента в качестве полимерного электролита. Испытания были выполнены в лаборатории ионики твердого тела Института проблем химической физики РАН.
Таблица 2 - Условия испытаний мембран в качестве полимерного электролита в водородо-воздушном топливном элементе.
Условия изготовления МЭБ |
Прессование 130оС 3 мин |
Температура |
25 єC |
Площадь электродов, см2 |
1 |
Расход газов |
4 л/ч*см2 |
Входное давление газа у анода и катода |
Воздух и H2 при 1 атм |
Загрузка электродов катализатором |
0,4 мг/см2 |
Поскольку композитная мембрана на одной из своих поверхностей содержала дисперсию платины, то испытание проводили так же при изменении ориентации модифицированного слоя к катоду, и к аноду. Мощностные и вольтамперные характеристики мембранно-электродного блока с применением данной мембраны приведены на рисунке 10. Видно, что при изменении ориентации мембраны по отношению к потокам газов, эффективность работы мембранно-электродного блока изменяется, причем в случае, когда модифицированный слой ориентирован к катоду, она выше.
Эти результаты согласуются с данными асимметрии диффузионной проницаемости гибридной мембраны. Мощностные характеристики выше у той стороны, у которой выше диффузионная проницаемость. Возможно, это связано с увеличением каталитической активности всей системы за счет вклада каталитически активной платиновой дисперсии, расположенной на поверхности мембраны. Однако данный вопрос требует дополнительного исследования.
Похожие статьи
-
Был выбран такой метод синтеза ПАн, который позволяет получить объемно-модифицированный композит с высокой электропроводностью, который позволяет...
-
Синтез МФ-4 СК партии 29 с применением в качестве восстановителя боргидрида натрия был взят из диссертационной работы Черняевой [18], согласно которой...
-
Принципиальная схема кислородно-водородного топливного элемента [8] приведена на рисунке 3. Основным его элементом является мембрана, обладающая...
-
В связи с интенсивным поиском альтернативных источников электрической энергии, интенсивно ведутся исследования в области разработки новых материалов для...
-
Структура мембраны МФ-4СК Твердый полимерный электролит Нафион (МФ-4СК) представляет собой фторуглеродный полимер, содержащий функциональные...
-
Проводимость полианилина сравнительно невелика, но его отличает более высокая стабильность и устойчивость в процессе эксплуатации в различных...
-
Объекты исследования В качестве исходных матриц нами были выбраны перфторированные сульфокатионитовые мембранным МФ-4СК партии 29 и промышленной партии...
-
СВОЙСТВА МЕМБРАН И КОМПОЗИЦИОННЫЕ МЕМБРАНЫ - Полимеры в мембранах
Эффективность или совершенство некоторой полимерной газоразделительной мембраны определяется двумя ее основными свойствами - параметрами: ее...
-
После проведения регрессионного анализа получается модель объекта исследований в виде некоторой функции. В простейшем случае линейной регрессии она имеет...
-
Дисперсия - Основы научных исследований
Степень рассеивания случайной величины относительно центра распределения характеризуется Дисперсией (от лат. dispersio - рассеивание). Дисперсия - это...
-
Особые механические свойства эластичность - способность к высоким обратимым деформациям при относительно небольшой нагрузке (каучуки); малая хрупкость...
-
Статистическая обработка результатов эксперимента - Основы научных исследований
Включает в себя определение дисперсии эксперимента, проверку постоянства дисперсии воспроизводимости и определение абсолютных и относительных...
-
Рис. 2. Озонограмма при озонировании дистилята Рис. 3 Озонограмма при озонировании артезианской воды Лианозовского молочного комбината D= 40,55...
-
Требования к современному эксперименту - Основы научных исследований
В данном курсе под физическим экспериментом будем понимать любое взаимодействие с внешними объектами, направленное на получение новой информации. Поэтому...
-
Свойства дисперсии и пленок - Синтез полиуретанов
В отличие от ПУ на основе растворителей, частицы должны сначала вернуться в непрерывной органической фазе, прежде чем отдельные полимерные цепи могут...
-
Кремний - элемент главной подгруппы четвертой группы третьего периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 14....
-
Метод наименьших квадратов - Основы научных исследований
Пусть проведен однофакторный эксперимент, в котором исследована зависимость У от Х . Установлено, что основные предпосылки регрессионного анализа...
-
Пористые полупроницаемые мембраны, применяемые для диали-за, электродиализа, ультрафильтрации и осмометрии, как правило, не являются инертными чисто...
-
Основные предпосылки регрессионного анализа - Основы научных исследований
Методика РА создана с использованием некоторых предпосылок. Если они не выполняются, то корректное выполнение всех процедур РА приведет к неверным...
-
Распределение (хи-квадрат) - Основы научных исследований
Это распределение, называемое также распределением Пирсона, используется при изучении вероятностных свойств выборочных дисперсий. Если S2(x) - дисперсия...
-
Выборочные распределения, Распределение Стьюдента - Основы научных исследований
Выборочное распределение - это распределение какой-либо статистики, полученное в результате отбора различных случайных выборок из одной и той же...
-
Параметры эмпирических распределений - Основы научных исследований
По опытным (эмпирическим) данным строятся распределения исследуемых случайных величин. Функции плотности Р(х) таких распределений могут иметь один...
-
А) Углерод (С), кремний (Si), германий (Ge), олово (Sn), свинец (РЬ) - элементы 4 группы главной подгруппы ПСЭ. На внешнем электронном слое атомы этих...
-
Спектральные и фотохимические характеристики исходных веществ Спектральные свойства 2-(4-[9-меркаптононокси] стирил) хинолина и квантовой точки CdS На...
-
Статистики, Свойства оценок - Основы научных исследований
Любая функция от элементов выборки называется Статистикой . Следовательно, точечная оценка также является статистикой. Однако не всякая статистика может...
-
Обсуждение результатов - Синтез пара-нитродифенила. Теоретические основы нитрования
Для нитрования дифенила использовалась смесь азотной и уксусной кислот. Так как при нитровании в смеси азотной и серной кислот образуются...
-
Под действием видимого, ультрафиолетового и более коротковолнового излучения фуллерены полимеризуются и в таком виде не растворяются органическими...
-
ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОХИМИИ - Неограническая химия
Задание 6.1. В данной (табл. VI.1) окислительно-восстановительной реакции уравняйте стехиометрические коэффициенты ионно-электронным методом и...
-
Методы кондуктометрии - Электрохимические методы исследования
Контактные методы. Измерения проводят с помощью контактных ячеек (рис. 3, а). При этом используют электроды из Pt, Ti, нержавеющей стали и др. Для...
-
Физические свойства - Физические свойства тантала
Тантал обладает высокой температурой плавления -- 3290 K (3017 °C); кипит при 5731 K (5458 °C). Плотность тантала -- 16,65 г/смі[2]. Несмотря на...
-
Процесс плавления дисперсии - Синтез полиуретанов
Проблемы, связанные с аминным расширением цепи удается избежать в этом процессе. NCO-концевые полиуретановые преполимеры подвергают взаимодействию с...
-
Суспензии - жидкая лекарственная форма, содержащая в качестве дисперсной фазы одно или несколько измельченных порошкообразных ЛВ, распределенных в жидкой...
-
Таблица 2 - Структура сырья в производстве метанола, %. Сырье В мире Беларусь и Россия Природный газ 73,8 70,7 Нефть и нефтепродукты 24,4 4,0 Отходы...
-
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН - Полимеры в мембранах
Основными материалами для изготовления плоских полимерных мембран являются: ацетаты целлюлозы, ароматические полиамиды, полисульфонамид, полиэфирсульфон,...
-
ВВЕДЕНИЕ - Полимеры в мембранах
Вся история промышленных систем разделения и очистки веществ - борьба этого вида технологий за высокую производительность, селективность, гибкость и...
-
Электротехника и ювелирное дело Так как обладает наибольшей электропроводностью, теплопроводностью и стойкостью к окислению кислородом при обычных...
-
Применение кобальта и его комплексных соединений - Свойства кобальта и его комплексных соединений
Кобальт в виде порошка используют в основном в качестве добавки к сталям. При этом повышается жаропрочность стали, улучшаются ее механические свойства...
-
Материалы, получаемые на основе полимеров - Полимеры и материалы на их основе
На основе полимеров получают волокна, пленки, резины, лаки, клеи, пластмассы и композиционные материалы (композиты). Волокна получают путем продавливания...
-
ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БОРА. ПРИМЕНЕНИЕ - Химические элементы главной подгруппы III группы
Твердый, хрупкий, блестяще-черный полуметалл. Химически бор при обычных условиях довольно инертен взаимодействует активно лишь с фтором, причем...
-
Химические свойства Алюминия. - Третья группа периодической системы
Внешняя электронная оболочка атома Алюминия состоит из 3 электронов и имеет строение 3s23р1. В обычных условиях Алюминий в соединениях 3-валентен, но при...
Результаты и их обсуждение - Исследование электротранспортных свойств композитов на основе перфторированных мембран МФ-4СК, полианилина и дисперсии платины