| Summary: | Στην εποχή μας επιτακτική ανάγκη είναι η αναζήτηση νέων, ανανεώσιμων πηγών ενέργειας με σκοπό την αντιμετώπιση του ενεργειακού προβλήματος του πλανήτη. Στις ήδη υπάρχουσες τεχνολογίες ανανεώσιμεων πηγών ενέργειας, όπως είναι οι φωτοβολταϊκές διατάξεις, τα κελιά καυσίμου κα., μεγάλη έμφαση έχει δοθεί στην ανάπτυξη καινοτόμων υλικών, ικανών στην αύξηση της απόδοσής τους και στην κάλυψη έτσι των ενεργειακών απαιτήσεων του πλανήτη.
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία συντέθηκαν υλικά με στόχο να χρησιμοποιηθούν σε κυψελίδες καυσίμου πολυμερικής μεμβράνης υψηλής θερμοκρασίας λειτουργίας (PEMFC). Οι δομές βασίστηκαν σε ένα αρωματικό σύστημα κινολινικού δακτυλίου, εξαιτίας της ομάδας αζώτου, η οποία ενισχύει την πρόσληψη φωσφορικού οξέος κατά τον εμποτισμό των μεμβρανών. Σχεδιάστηκε και πραγματοποιήθηκε (και σε μεγάλη κλίμακα) μια νέα συνθετική πορεία λίγότερων σταδίων βασισμένη σε χρήση χλωρο - παραγώγων, πιο οικονομική και λιγότερο χρονοβόρα, αλλά εξίσου αποδοτική. Προέκυψε έτσι ένα διδραστικό μονομερές τύπου ΑΒ το οποίο έχει την ικανότητα να ομοπολυμερίζεται, συγκεκριμένα η 2-πενταφθοροφαινυλο-4-φαινυλο-6-(4-υδροξυφαινυλο) κινολίνη, η οποία φέρει δύο δραστικές ομάδες, μια ομάδα φαινόλης και μία ομάδα υπερφθοριωμένου φαινυλίου.
Για την ενίσχυση των επιθυμητών ιδιοτήτων μηχανικής, χημικής και θερμικής αντοχής, έγιναν πειράματα διασύνδεσης της κεντρικής πολυμερικής αλυσίδας μέσα από θερμική κατεργασία αλλά και με χημική αντίδραση με μόρια – διασυνδετές άλλες αρωματικές διόλες, σε ποσοστά έως και 30% mol.
Τα αποτελέσματα ήταν ικανοποιητικά, με το χαρακτηρισμό των μεμβρανών να αποδεικνύει τη μεγάλη σταθερότητα των υλικών, ακόμα και μετά από ακραίες συνθήκες θερμοκρασίας και χρήσης οξέων. Τέλος, έγιναν μετρήσεις ιοντικής αγωγιμότητας σε επιλεγμένες μεμβράνες, οι οποίες έδωσαν εξαιρετικά αποτελέσματα και ολοκλήρωσαν την εικόνα, καθιστώντας αυτές τις μεμβράνες κατάλληλες για την εφαρμογή τους σε κυψελίδες καυσίμου ανταλλαγής πρωτονίων.
|
|---|
