| Περίληψη: | Τα αποθέματα των ορυκτών καυσίμων είναι αυτά που κατά κύριο λόγο καλύπτουν τις ενεργειακές ανάγκες της σύγχρονης εποχής. Η εξάντληση των αποθεμάτων τους και η συνεχής επιβάρυνση της ατμόσφαιρας έχει οδηγήσει την παγκόσμια ερευνητική κοινότητα να στραφεί στην εύρεση εναλλακτικών τεχνολογιών που να είναι οικονομικά βιώσιμες και φιλικές προς το περιβάλλον. Μία εκ των πλέον υποσχόμενων τεχνολογιών είναι αυτή των κυψελίδων καυσίμου.
Οι κυψελίδες καυσίμου έχουν την ικανότητα να μετατρέπουν απευθείας τη χημική ενέργεια ενός καυσίμου σε ηλεκτρική. Οι αλκαλικές κυψελίδες καυσίμου (AFCs) αποτελούν μία από τις πλέον ταχέως αναπτυσσόμενες κυψελίδες καυσίμου στον ερευνητικό τομέα. Οι αλκαλικές πολυμερικές μεμβράνες, που αποτελούν τον στερεό ηλεκτρολύτη, διαδραματίζουν τον σημαντικότερο ρόλο στη λειτουργία των AFCs καθώς μεταφέρουν ιόντα υδροξυλίου (ΟΗ-). Επομένως θα πρέπει να εμφανίζουν μηχανική και θερμική σταθερότητα αλλά και βελτιωμένη χημική αντοχή.
Στην παρούσα μεταπτυχιακή εργασία πραγματοποιήθηκε σύνθεση και μελέτη νέων αλκαλικών πολυμερικών ηλεκτρολυτών που φέρουν δύο διαφορετικά είδη θετικά φορτισμένων ομάδων, όπως είναι τα πυριδίνια και τα ιμιδαζόλια. Αρχικά πραγματοποιήθηκε σύνθεση μονομερών πυριδινίων με υποκατάσταση στις θέσεις 2, 4 και 6 καθώς και η σύνθεση των αντίστοιχων ομοπολυμερών. Τα ομοπολυμερή αυτά μετατράπηκαν στα αντίστοιχα πυριδίνια, ωστόσο, εξαιτίας της αδυναμίας σχηματισμού μεμβρανών και της περιορισμένης αλκαλικής τους σταθερότητας, παρασκευάστηκαν εναλλακτικές μεμβράνες που βασίζονται σε πολυμερικά μίγματα. Συγκεκριμένα, για την παρασκευή των μιγμάτων χρησιμοποιήθηκαν αρωματικοί πολυαιθέρες με υψηλά μοριακά βάρη ως πολυμερικές μήτρες και συμπολυμερή που βασίζονται στο βινυλο βενζυλο σκελετό στον οποίο είναι συνδεδεμένη η κατιονική ομάδα. Οι κατιονικές ομάδες που επιλέχθηκαν ήταν άλκυλο υποκατεστημένα ιμιδαζόλια καθώς και τριμεθυλοϋποκατεστημένα πυριδίνια. Οι μεμβράνες που παρασκευάστηκαν χαρακτηρίστηκαν με διάφορες τεχνικές (ATR-FTIR φασματοσκοπία, SEM μικροσκοπία, θερμοσταθμική ανάλυση TGA). Επίσης, μελετήθηκε η ικανότητα εμποτισμού τους στο νερό καθώς και η αλκαλική τους σταθερότητα.
|
|---|
