بررسی اثر اصلاح سطحی نانوذرات سیلیکا، بر کارایی غشاهای نانوکامپوزیتی بر پایه نفیون برای کاربرد در پیل سوختی متانولی

در این پژوهش از ۳- مرکپتوپروپیل تری متوکسی سیلان برای عاملگذاری و اصلاح ساختار نانوسیلیکا و سپس سولفوناسیون سطح نانوسیلیکا استفاده شد .(Si-SO۳H) همچنین به صورت جداگانه سطح نانوذرات سیلیکا با فسفوتانگستیک اسید (PWA) نیز اصلاح شده و مورد بررسی قرار گرفت .(Si-PWA) در کنار برهمکنش مناسب بین گروههای اسیدی و پروتونها که سبب بهبود عملکرد پیل های سوختی می شود، کاهش قابل ملاحظه نفوذ پذیری نسبت به متانول، به علت برهمکنش های این گروهها با گروههای سولفونیک اسید در ساختار نفیون، نشان داد که این ترکیبات از قابلیت بالایی برای کاربرد در غشاهای پیل سوختی برخوردارند.در این پژوهش ،عملکرد غشاهای محتوی نانوسیلیکای اصلاح شده با غشاهای نفیون خالص و غشای نفیون حاوی نانوسیلیکای خام مورد مقایسه قرار گرفت . نکته قابل تامل در مورد غشا های حاوی نانوذرات اصلاح شده با ترکیبات اسیدی ، افزایش چشمگیر پارامتر انتخاب پذیری بود که دستاورد بسیار مهمی در حوزه عملکرد پیل های سوختی می باشد. از آنجا که در غشاهای تجاری با تبخیر آب در دماهای بالا مکانیسم انتقال پروتون دچار اختلال می شود و بازده و عملکرد این پیلهای سوختی کاهش می یابد، استفاده از مکانیسم گراتهاس در غشای طراحی شده در این پروژه به کمک گروههای عاملی اسیدی می تواند سبب بهبود پارامترهای عملیاتی آن، خصوصا در دماهای بالا بشود. همچنین ، از دیگر مزایای غشای طراحی شده می توان به عبور پذیری پایین متانول و بازده بالای آن نسبت به دیگر غشاهای تجاری مورد استفاده در بازار اشاره کرد.