غشاي تبادل پروتون برپايه نانوالياف پلي اتراتركتون سولفونه شده (SPEEK) با قابليت كاربرد در پيل سوختي

كنترل مورفولوژي و ساختار غشاي تبادل پروتون بر پايه سازه¬ نانوليفي به‌عنوان يكي از اجزاي كليدي پيل سوختي، نقش اساسي در بهبود هدايت پروتون و درنتيجه عملكرد پيل سوختي دارد. در اين پژوهش تأثير درجه سولفونه و نحوه آرايش نانوالياف هادي پروتون درون ساختار سه‌بعدي غشاي نانوليفي بر روي رفتار انتقال پروتون آن بررسي شد. به اين منظور سازه¬هاي نانوليفي با آرايش يافتگي هاي متفاوت تصادفي و موازي شده در صفحه از نانوالياف پلي‌اتراتركتون سولفونه شده (SPEEK) در درجه‌هاي سولفونه مختلف 63%، 74% و 81% الكتروريسي شد. افزايش درجه سولفونه و سرعت برداشت نانوالياف منجر به كاهش قطر نانوالياف گرديد. ميزان جذب آب بيشتري براي نانوالياف موازي در درجه سولفونه بالاتر مشاهده شد كه در تسهيل انتقال پروتون در غشاي نانوليفي نقش مهمي دارد. هدايت پروتوني اندازه گيري شده در دماي محيط و رطوبت نسبي 100 درصد، بهبود هدايت پروتوني را براي نانوالياف با آرايش موازي نشان داد كه رشد بيشتري در درجه سولفونه بالاتر داشته است. بيشترين مقدار هدايت پروتوني برابر با mS/cm 7/90 براي نانوالياف موازي SPEEK در درجه سولفونه 81% بدست آمد.