Produção de membranas híbridas zirconizadas de SPEEK/Copolissilsesquioxano para aplicação em células a combustível do tipo PEM

Abstract

Membranas baseadas em poli(aril éter cetona) sulfonada mostraram ser bastante promissoras para aplicação em células a combustível com membrana trocadora de prótons (PEMFC). O poli(éter-éter-cetona) sulfonado (SPEEK), com elevado grau de sulfonação (GS), apresenta alta condutividade de prótons, mas sofre perda de funcionalidade e condutividade em temperaturas altas e umidades baixas. O desenvolvimento de membranas híbridas é uma das possibilidades para melhorar o desempenho destes materiais. Neste trabalho foram preparadas membranas híbridas zirconizadas de SPEEK/copolissilsesquioxano fosfonado (CF) por casting, a partir de SPEEK com GS entre 60% e 70% e soluções de cloreto de zirconila (ZrOCl2) 1, 5, ou 10% (m/m). As membranas foram caracterizadas por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), difratometria de raios-X (DRX), análise termogravimétrica (TG), calorimetria exploratória diferencial (DSC), condutividade de prótons (σ) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A análise por energia dispersiva (EDS) confirmou a presença de Zr em domínios esféricos dispersos homogeneamente pelas membranas, enquanto análises de DRX mostraram que os produtos da zirconização são amorfos. Ensaios de impedância eletroquímica indicam aumento da condutividade protônica com a adição de CF e 1 ou 5% de ZrOCl2.

Development of chitosan membranes for use in pem fuel cells

“…In the diffractograms of MQBs there is a clear reduction of the intensity of the peaks characteristic of chitosan B, with the bands shown in Figure 3 visually wider than those obtained for MQAs, which according to Aguiar et al, (2012) [14] favors their use as electrolyte PEMFC since amorphous structures tend to higher protonic conductivity.…”

“…XRD analysis confirms the amorphous nature of chitosan B, which was also observed by Arantes et al (2015) [13] where the crystalline peaks are less pronounced at 10° and 20°. Aguiar et al, (2012) [14] stated that amorphous mate-rials are more interesting for application in PEMFC since they have much higher conductivity than semicrystalline materials.…”

Membranas de PVA e sílica para aplicação em célula a combustível de alimentação direta de álcool

“…Além desse problema técnico, o fato de ser um polímero caro motiva a busca por membranas alternativas [3][4][5] .…”

Contribuição ao gerenciamento e controle de células a combustível e armazenadores de energia para a operação em geração distribuída

“…Por outro lado, a Figura 7.2 mostra a variação de tensão de saída do conversor para uma variação de resistência ôhmica da CaC. A resistência ôhmica da membrana está diretamente associada a sua hidratação, o que significa que um ressecamento da membrana está relacionado a um aumento da sua resistência [18,67].…”

“…No trabalho [67] foi realizado um estudo da condutividade de uma membrana trocadora de prótons em função do seu grau de hidratação. Neste trabalho, foi desenvolvido um estudo comparativo entre uma membrana seca e uma hidratada (24 horas imersa em água deionizada), sendo observado uma condutividade na ordem de 10 -7 Scm -1 para a membrana seca e 10 -2 Scm -1 para a membrana hidratada.…”