झिल्ली विज्ञान और प्रौद्योगिकी जर्नल

अमूर्त

प्रत्यक्ष इथेनॉल ईंधन कोशिकाओं के लिए चिटोसन-आधारित आयन एक्सचेंज झिल्ली

बिरगिट फ़ेकेटेफ़ोल्डी, बर्नड सेरमेनेक, क्रिस्टीना स्पिरक, अलेक्जेंडर शेंक, क्रिस्टोफ़ ग्रिमर, मेरिट बोडनर, मार्टिन कोल्लर, वोल्कर रिबिट्स और विक्टर हैकर

क्षारीय प्रत्यक्ष इथेनॉल ईंधन कोशिकाओं में उपयोग के लिए नवीन क्रॉस-लिंक्ड अत्यधिक क्वाटरनाइज्ड चिटोसन और क्वाटरनाइज्ड पॉली (विनाइल अल्कोहल) झिल्लियों की एक श्रृंखला को सफलतापूर्वक संश्लेषित किया गया। दो अलग-अलग क्रॉस-लिंकिंग एजेंटों और रासायनिक और थर्मल दोनों गुणों को बेहतर बनाने के लिए एक अतिरिक्त थर्मल प्रक्रिया का उपयोग करके क्रॉस-लिंकिंग को पूरा किया गया। क्रॉस-लिंकर के रूप में ग्लूटाराल्डिहाइड और एथिलीन ग्लाइकॉल डिग्लिसिडिल ईथर की विभिन्न मात्राओं का उपयोग करके क्रॉस-लिंकिंग की विभिन्न डिग्री के साथ चिटोसन और पॉली (विनाइल अल्कोहल) झिल्लियों के समतुल्य मिश्रण तैयार किए गए। प्रत्यक्ष इथेनॉल ईंधन कोशिकाओं में उनकी प्रयोज्यता की जांच करने के लिए, झिल्ली को उनके संरचनात्मक गुणों, रासायनिक, थर्मल और क्षारीय स्थिरता, आयन परिवहन और आयनिक गुणों के संदर्भ में निम्नलिखित विधियों का उपयोग करके चिह्नित किया गया था: फूरियर ट्रांसफॉर्म इन्फ्रारेड स्पेक्ट्रोस्कोपी, परमाणु चुंबकीय अनुनाद स्पेक्ट्रोस्कोपी, स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण, द्रव्यमान परिवर्तन द्वारा पानी का अवशोषण, प्रसार सेल में इथेनॉल पारगम्यता, बैक टाइट्रेशन विधि (आयन एक्सचेंज क्षमता) और इलेक्ट्रोकेमिकल प्रतिबाधा स्पेक्ट्रोस्कोपी (आयन चालकता)। लागू सामग्री के क्वाटरनाइजेशन की उच्च डिग्री और मिश्रण झिल्ली की पतली फिल्म मोटाई की परवाह किए बिना, उपन्यास क्रॉस-लिंक्ड उत्पादों ने उत्कृष्ट यांत्रिक स्थिरता प्रदर्शित की। निम्न क्रॉस-लिंक्ड झिल्लियों ने 0.016 एस सेमी-1 की उच्च आयन चालकता और 1.75 meq g-1 की उच्च आयन विनिमय क्षमता के साथ सर्वोत्तम परिवहन और आयनिक गुण प्रदर्शित किए, जबकि उच्चतर क्रॉस-लिंकिंग वाली झिल्लियों ने 60 डिग्री सेल्सियस पर 3.30âÂ�Â�10-7 सेमी2 एस-1 की कम इथेनॉल पारगम्यता के मामले में बेहतर प्रदर्शन किया। मिश्रित झिल्लियाँ - रासायनिक और ऊष्मीय रूप से क्रॉस-लिंक्ड - 280 डिग्री सेल्सियस से ऊपर के शुरुआती गिरावट तापमान के साथ उत्कृष्ट ऊष्मीय स्थिरता और 650 घंटे के लिए 60 डिग्री सेल्सियस पर 1.0 एम KOH में शानदार क्षारीय स्थिरता प्रदान करती हैं। इसलिए, ये मिश्रित झिल्लियाँ ईंधन कोशिकाओं में क्षारीय इलेक्ट्रोलाइट्स के रूप में अनुप्रयोग के लिए उच्च क्षमता प्रदर्शित करती हैं।