Chế tạo composite ba thành phần trên cơ sở imidazole, nafion và nano tinh thể cellulose định hướng ứng dụng trong pin nhiên liệu

 0 Người đánh giá. Xếp hạng trung bình 0

Tác giả: Phạm Nam Phong Lê, Văn Hiếu Lê, Hoàng Long Nguyễn, Văn Hoàng Nguyễn, Mai Anh Trần, Năng An Vũ

Ngôn ngữ: vie

Ký hiệu phân loại: 620.5 Nanotechnology

Thông tin xuất bản: Phát triển Khoa học và Công nghệ: Khoa học Tự nhiên (ĐHQG TP. Hồ Chí Minh), 2022

Mô tả vật lý: 1991-2003

Bộ sưu tập: Metadata

ID: 499245

In this study, we report a facile solution method to prepare a three-component composite membrane including imidazole, Nafion® 117, and cellulose nanocrystals (NCI). The structure and properties of NCI membrane were characterized by Fourier -Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), X-Ray Diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDX), Thermogravimetric analysis (TGA), Differential scanning calorimetry (DSC), and Electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The NCI composite membrane was capable of proton conductivity under low humidity conditions for applications in fuel cell field. EIS analysis showed that the proton conductivity of the NCI film depends on both imidazole and Nafion and this value was about 32 times higher than that of pure CNC. SEM results showed that the component phases in the NCI material structure had a good interaction and no phase separation was observed. In addition, the results of TGA also demonstrated that when having CNC dispersed in the structure of the composite material, it hinders the thermal movement of PTFE chains in Nafion, making these chains not decompose at high temperatures. This work shows that the NCI composite membrane can be optimized to serve as a proton-conducting solid film for fuel cells operating in low humidity conditions.Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chế tạo màng composite ba thành phần trên cơ sở imidazole, Nafion® 117 và nano tinh thể cellulose (NCI) bằng một phương pháp dung dịch đơn giản. Cấu trúc, hình thái bề mặt và tính chất của màng NCI đã được phân tích bằng các phương pháp bao gồm phổ hồng ngoại biến đổi Fourier (FT-IR), giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD), ảnh hiển vi điện tử quét (SEM), phổ tán sắc năng lượng tia X (EDX), phân tích nhiệt trọng lượng (TGA), phương pháp nhiệt lượng kế quét vi sai (DSC) và phổ tổng trở điện hóa (EIS). Màng composite NCI có khả năng dẫn proton trong điều kiện độ ẩm thấp với định hướng ứng dụng trong lĩnh vực pin nhiên liệu. Kết quả phân tích EIS cho thấy độ dẫn proton của màng NCI phụ thuộc vào cả imidazole và Nafion, và giá trị này cao hơn khoảng 32 lần so với màng CNC thuần. Ảnh SEM cho thấy các pha thành phần trong cấu trúc vật liệu NCI có sự tương tác tốt và không xảy ra hiện tượng tách pha. Ngoài ra, kết quả phân tích TGA cũng chứng minh rằng khi có CNC phân tán trong cấu trúc của vật liệu composite sẽ cản trở chuyển động nhiệt của chuỗi Polytetrafluoroethylene (PTFE) trong Nafion, khiến các chuỗi này không bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Nghiên cứu này cho thấy màng composite NCI có thể được tối ưu hóa để hoạt động như một màng rắn dẫn proton cho pin nhiên liệu có khả năng vận hành trong điều kiện độ ẩm thấp.
Tạo bộ sưu tập với mã QR

THƯ VIỆN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP.HCM

ĐT: (028) 71010608 | Email: tt.thuvien@hutech.edu.vn

Copyright @2024 THƯ VIỆN HUTECH