Characterization of Anion Exchange Membrane Containing Epoxy Ring and C–Cl Bond Quaternized by Various Amine Groups for Application in Fuel Cells

Abstract

Anion exchange membranes were synthesized from different compositions of glycidyl methacrylate (GMA) and vinylbenzyl chloride (VBC), with constant content of divinyl benzene (DVB) by radical polymerization using benzoyl peroxide (BPO) on non-woven polyethylene terephthalate (PET) substrate. Polymerized membranes were then quaternized by soaking in trimethylamine (TMA), triethylamine (TEA), tripropylamine (TPA), and 1,4-diazabicyclo [2.2.2] octane (DABCO). Characteristics of membranes were confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy, water uptake, ion exchange capacity, ion conductivity, thermal, and alkaline stability. The results revealed that membranes quaternized by TPA and DABCO showed high affinity when GMA content was 15 wt% and 75 wt%, respectively. IEC and ion conductivity of membranes quaternized by TPA were 1.34 meq·g (at 60 °C), respectively. The results indicate that the membrane containing GMA 15 wt% quaternized by TPA showed the highest thermal stability among membranes and exhibited high ion conductivity compared to existing researches using GMA, VBC, and DVB monomers.

Effect of styrene addition on chemically induced grafting of 4‐vinylbenzyl chloride onto low‐density polyethylene for anion exchange membrane preparation

“…Amination of LDPE‐ graft ‐P(VBC) was carried out by soaking LDPE‐ graft ‐P(VBC) membrane in trimethylamine solution (45 wt% in water) at 40 °C for 24 h following the well‐known procedure . After reaction, the membrane was repeatedly washed with distilled water to remove trimethylamine residue.…”

Desenvolvimento de membranas aniônicas obtidas por enxertia via irradiação para aplicação em células a combustível alcalinas

“…Tendo como fontes de energia o hidrogênio e o oxigênio, as células a combustível são consideradas sistemas de energia limpa (JEONG et al, 2015).…”

“…(ZHOU et al, 2015;ROHANI et al, 2007). Os monômeros VBC, divinil benzeno (DVB), e o glicidilmetacrilato (GMA) que contem grupos epóxi e ligações C-CL podem ser considerados como alternativas para melhorar a estabilidade química das membranas (JEONG et al, 2015).…”

“…Medidas em RH = 100 % A energia de ativação, Ea, está relacionada à barreira energética para a migração de anions de um ponto para outro com base no mecanismo Grotthus (JEONG et.al., 2015). O transporte dos íons OH -é facilitado quando a energia de ativação é baixa (JEONG et al, 2015;MAMLOUK e SCOTT, 2012 de monômero e condições de enxertia, grupos funcionais).…”

“…O transporte dos íons OH -é facilitado quando a energia de ativação é baixa (JEONG et al, 2015;MAMLOUK e SCOTT, 2012 Os valores de condutividade obtidos indicaram que as membranas sintetizadas com filmes pré-irradiados PETFE armazenados por até 10 meses a baixa temperatura podem ser empregados como eletrólitos em células a combustível alcalina ser aplicação em células a combustível.…”