Proton geçirgenli polimerik membran eldesi

Abstract

ÖZET Gazolin ve diğer fosil yakıtlar önemli enerji kaynaklarındandır. ancak bu kaynak yeryüzünde sınırlı olarak bulunmaktadırlar. Fosil yakıtlar yandığında açığa çıkan karbon diğer kirleticilerle birlikte atmosfere yayılır. Bu durum şehirlerde hava kirliliğine yol açmaktadır ve insan ve çevre sağlığı için oldukça sağlıksızdır. Pek çok bilim adamı fosil yakıtların yanmasının küresel ısınmaya yol açtığını düşünmektedir. Bunun yanı sıra gazolin oldukça zehirlidir ve yeryüzü sularına karışmaması amacıyla oldukça pahalı yöntemlerle temizlenmesi gerekmektedir. Yakıt hücresinde hidrojen ve oksijenden kimyasal olarak elektrik üretilmektedir. Genellikle saf hidrojen ve metanolün yakıt olarak kullanıldığı hücrelerde kirlilik yoktur, tek yan ürün ise sudur. Yakıt hücrelerinin çeşitli türleri bulunmaktadır. 1960'h yılların başında kullanılan ilk yakıt hücresinde elektrolit olarak proton değişim membran kullanılmıştır. Bu hücreler düşük sıcaklıklarda ve yüksek güç yoğunluklarında çalışmaktadır. Bu tür yakıt hücrelerinin en önemli elemanlarından biri proton değiştirici membrandır. Bu tür membranlann protonları geçirimli ve bununla birlikte gazlara karşı geçirimsiz olmaları gerekmektedir. Yakıt hücreleri hala deneysel teknolojilerdir, bu yüzden satın alınmaları zordur sadece birkaç firma ticari olarak yakıt hücreleri satmaktadır. Her yıl yakıt hücreleriyle ilgili yeni gelişmeler yapılmaktadır ve bunlar yavaş yavaş daha da yaygınlaşmaktadır. Sunulan çalışmanın amacı; proton değişim membran yakıt hücreleri için Nafion'a alternatif olabilecek oldukça önemli olan yeni polimerik membranlann geliştirilmesidir. Bu amaçla membranlar geliştirildi ve bu membranlann karakterizasyonlan yapıldı. Çalışmalar atmosferik koşullarda ve düşük sıcaklıklarda gerçekleşti. Çalışmanın daha sonraki aşamalarında, ilerki çalışmalarda ise membran karakterizasyonundan sonra bir yakıt hücresinin dizaynı gerçekleştirilecektir. Anahtar kelimeler: Yakıt pilleri, PEM yakıt pili, Polimerik membran viii

ABSTRACT Gasoline and other fossil fuels are some of the most important fuels as energy resources, but these resources are very limited on the Earth. When fossil fuels are burned carbon will come out with other pollutants to the atmosphere. This causes air pollution in cities and it is unhealthy for the living environment. Most of the scientists think that burning of fossil fuels causes global warming. Moreover gasoline is poisonous and it has to be cleaned with very expensive methods to avoid its mixing with the surface water. In fuel cells hydrogen and oxygen are used for producing chemical electricity. Generally, there is no pollution where pure hydrogen is used as fuel, and the only out -come is water. There are many kinds of fuel cells. At the beginning of the 1960's, the first electrolyte that was used in fuel cell was the proton exchange membrane. These fuel cells can be used at low temperatures and with high power densities. One of the most important part in the fuel cell is the proton exchange membrane. These kinds of membranes should be permeable to proton and should be not permeable to gases. Fuel cells are still at the level of experimental technology, because of this reason it is hard to afford even though some commercial firms are selling fuel cells. Every year there are new developments on fuel cells and they will spread out in time slowly. The aim of the study was to develop a polymeric membrane for the proton exchange membrane fuel cell (PEM) as an alternative for Nafion membrane. For this reason membranes are developed and characterized. The studies were done under atmospheric conditions and low temperature. At the further steps of the study a fuel cell design may come along. Keywords: Fuel cells, PEM fuel cell, polymeric membrane rx