slide1 n.
Download
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
Выполнила студентка 2 курса Авдеева Е.А. Научный руководитель: ГаРPowerPoint Presentation
Download Presentation
Выполнила студентка 2 курса Авдеева Е.А. Научный руководитель: ГаÐ

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 27

Выполнила студентка 2 курса Авдеева Е.А. Научный руководитель: ГаР- PowerPoint PPT Presentation


  • 160 Views
  • Uploaded on

Курсовая работа: «Принципы разработки композитных полимерных мембран для мембранно-электродных блоков топливных элементов». Выполнила студентка 2 курса Авдеева Е.А. Научный руководитель: Галлямов М.О. Топливные элементы (ТЭ). Преимущества топливных элементов: Экологичность Высокий КПД

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about 'Выполнила студентка 2 курса Авдеева Е.А. Научный руководитель: ГаÐ' - melodie-levine


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

Курсовая работа:«Принципы разработки композитных полимерных мембран для мембранно-электродных блоков топливных элементов»

Выполнила студентка 2 курса Авдеева Е.А.

Научный руководитель: Галлямов М.О.

slide2
Топливные элементы (ТЭ)

Преимущества топливных элементов:

  • Экологичность
  • Высокий КПД
  • Относительная бесшумность

Типы топливных элементов:

  • ТЭ с протонообменной мембраной
  • Щелочной ТЭ
  • Прямой метанольный ТЭ
  • Фосфорнокислый ТЭ
  • Расплавной карбанатный ТЭ
  • Твердооксидный ТЭ
slide3
Принцип действия ТЭ
  • Протекающие химические реакции:
  • O2 + 4e− + 4H+ → 2H2O;
  • 2H2 → 4H+ + 4e−
  • Потери напряжения:
  • активационные (∆Vact=Аln(i/i0))
  • потери на кроссовер
  • омические
  • концентрационные
slide5
Цель работы.
  • Рассмотреть связь таких характеристик мембраны, как протонная проводимость и механическая стабильность.
  • Проанализировав научные статьи в области исследования композитных ПБИ мембран, изучить различные приемы нахождения компромисса между указанными выше характеристиками.
slide6
Разделим проанализированную научную литературу на 3 раздела, основываясь на прогнозируемых изменениях:
  • Улучшение протонной проводимости
  • Улучшение механических свойств
  • «Золотая середина»
slide7
Улучшение протонной проводимости
bpo 4
Добавление наночастицBPO4

Добавление сульфированных полиэфиркетонов

Сульфированный ПБИ с фосфатами циркония

slide9
Выводы.
  • В разделе улучшения протонной проводимости все полученные результаты вполне ожидаемы. Подтвердилась проблема ухудшения механических свойств при попытках увеличить проводимость.
slide11
Использование политетрафтор-этилена в качестве матрицы

Hsiu-Li Linet al. // J Polym Res 2012, 19, 9875

slide12
Выводы.
  • Проводимость ожидаемо уменьшилась по сравнению с чистой ПБИ мембраной за счет добавления тефлона, отношение проводимости к толщине мембраны увеличилось.
  • Этот подход использования твердой матрицы представляет большой интерес.
slide13
Синтез полиарилэфиров с бензимидазольными группами

PAES

Cheng-HsunShenet al. // J Materials Chemistry, 2012, 22, 19269–19275

PAEB

slide14

Проводимость ПБИ в этих условиях ниже

(данные в статье не приведены).

slide15
Выводы
  • Авторам удалось получить более дешевые и прочные ПАЭС мембраны с лучшей по сравнению с ПБИ проводимостью. Но синтезированные в этом же исследовании ПАЭБ мембраны оказались лучшими проводниками протонов. Следовательно, полный анализ полученных мембран не может быть проведен, ввиду недостатка экспериментальных данных.
sn 0 95 al 0 05 p 2 o 7
Добавление Sn0.95Al0.05P2O7

Y.C. Jinet al. // J Power Sources, 2011, 196, 6042–6047

Мембраны, изготовленные: а) путем смешивания SAPO и PBI; косвенно - из SnO2, Al(OH)3и PBI до (b) и после(с) реакции:

slide18
Выводы
  • Пытаясь добиться лучшей механической стабильности, авторы исследования не изучили ее, но получили улучшенную проводимость. К тому же вызывают вопросы характеристики мембраны, полученной прямым путем, точный химический состав SAPO и необычные условия тестов производительности.
sio 2
Добавление наночастицSiO2

Suryaniet al.// J. of Membrane Science, 2012, 403-404, 1-7

slide21
Выводы.
  • Были получены разнообразные результаты, и строгой зависимости характеристик мембраны от содержания в ней наночастиц кремнезема выявлено не было. Однако авторы смогли выделить мембрану, которая обладает одновременно лучшей протонной проводимостью и лучшими механическими свойствами по сравнению с ПБИ.
ets 10
Добавление ETS-10 титаносиликатов

A. Eguizabalet al. // J Power Sources, 2011, 196, 8994– 90072

slide23
Выводы
  • Не смотря на то, что авторы статьи хотели улучшить все свойства мембраны, в результатах этого отображено не было (нет анализа механических свойств, проводимость улучшена по сравнению с ПБИ, но наилучшая мембрана содержит минимальное количество ETS). Очевидно резкое увеличение проводимости при сульфировании ETS.
depe teos
Добавление DEPE-TEOS

Hsiu-Li Lin et al. // J Power Sources, 2012, 201, 72-80

slide25
Выводы
  • В данном исследовании были получены достаточно стабильные мембраны, обладающие лучшими характеристиками по сравнению с исходным ПБИ. Следовательно, компромисс действительно найден, увеличена и проводимость, и механическая стабильность.
slide27
Основные выводы работы
  • Лишь в результате немногих опытов были получены мембраны с нужными свойствами. Таким образом, проведенный анализ литературы показал, что проблема оптимизации баланса между протонной проводимостью и механическими характеристиками полимерных мембран топливных элементов не решена полностью. Весьма перспективными представляются систематическое изучение композитных мембран.