| Περίληψη: | Τα τελευταία χρόνια, καταγράφεται μία αύξηση της παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα με τα τρία τέταρτα της ανθρωπογενούς παραγωγής διοξειδίου του άνθρακα να οφείλεται στη χρήση των ορυκτών καυσίμων, τα οποία αποτελούν το 86% της παγκόσμιας ενεργειακής κατανάλωσης. Παράλληλα, τα αποθέματα πετρελαίου και φυσικού αερίου μειώνονται ραγδαία καθώς ο πληθυσμός αυξάνεται. Για το λόγο αυτό, καθίσταται απαραίτητη η ανάπτυξη κατάλληλης υποδομής για την κάλυψη των ενεργειακών αναγκών της μελλοντικής κοινωνίας, βασισμένη στο υδρογόνο και σε ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Τα κελιά καυσίμου που στηρίζονται στο υδρογόνο είναι συσκευές ενεργειακής μετατροπής, που κατά τη λειτουργία τους παράγουν ηλεκτρικό ρεύμα και θερμότητα μέσω της ηλεκτροχημικής μετατροπής του υδρογόνου και του οξυγόνου με μόνο παραπροϊόν το νερό. Από τις διάφορες κατηγορίες κελιών καυσίμου αυτές που βασίζονται σε πολυμερικό ηλεκτρολύτη (PEMFC) παρουσιάζουν πλεονεκτήματα για ευρεία χρήση. Οι αντίστοιχες κυψελίδες υψηλής θερμοκρασίας (HT-PEMFC) λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες (100-200οC) προσδίδοντας στη κυψελίδα υψηλότερη ανοχή σε ακαθαρσίες της τροφοδοσίας υδρογόνου (π.χ. μονοξείδιο του άνθρακα), ευκολότερη διαχείριση της εκλυόμενης θερμότητας και της υγρασίας και μεγαλύτερες αποδόσεις. Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας είναι η σύνθεση και ο χαρακτηρισμός πολυμερικών ηλεκτρολυτών που φέρουν στην κύρια αλυσίδα μονάδες πυριδίνης για την εφαρμογή τους σε κυψελίδες καυσίμου υψηλής θερμοκρασίας. Τα πολυμερή αυτά πρέπει να έχουν υψηλή μηχανική αντοχή, θερμική σταθερότητα, υψηλό ποσοστό εμποτισμού σε φωσφορικό οξύ με ελεγχόμενη μεταβολή των διαστάσεών τους κατά τον εμποτισμό και υψηλή αγωγιμότητα. Η κύρια έμφαση δίνεται στην κατανόηση του μηχανισμού αλληλεπίδρασης των εμποτισμένων μεμβρανών με το νερό και το φωσφορικό οξύ, την επίδραση της δομής στην αγωγιμότητα και την ανθεκτικότητα των κελιών καυσίμου και την καλή ικανότητα συγκράτησης φωσφορικού οξέος μετά από εκτεταμένη λειτουργία υψηλής θερμοκρασίας με απώτερο στόχο, την αύξηση της διάρκειας ζωής της τελικής μονάδας κελιού καυσίμου και την λειτουργία με υψηλότερες αποδόσεις.
|
|---|
