تهیه مجموعه غشا - الكترود از پلی اتر سولفون سولفونه به عنوان جایگزین نفیون برای استفاده در پیل های سوختی پلیمری

خلاصه اختراع :

این اختراع در زمینه شیمی پلیمر و غشاهای پلیمری است. امروزه كاربردهای متعددی برای غشاهای پلیمری در صنایع مختلف گزارش شده است. استفاده از غشاهای پلیمری در تولید انرژی پاك در پیل های سوختی یكی از زمینه های بسیار مورد توجه است. در یك پیل سوختی انرژی الكتریكی مستقیما از انرژی شیمیایی حاصل می‌شود. غشای یك پیل سوختی پلیمری قلب دستگاه را تشكیل می‌دهد كه وظیفه انتقال پروتون‌ها در غشا را بر عهده دارد. امروزه به صورت تجاری از غشاهای نفیونی به این منظور استفاده می‌شود. برای اینكه غشا قابلیت استفاده در پیل سوختی را پیدا كند باید دو لایه الكترود آندی و كاتدی به دو طرف آن متصل شوند. این لایه های الكترود كاتدی و آندی حاوی كاتالیست پلاتینی هستند كه واكنش های الكتروشیمیایی پیل سوختی بر روی آنها انجام میشود. در این اختراع غشاهای پلی اتر سولفونی سولفونه با ساختار شیمیایی خاص به عنوان جایگزینی برای غشاهای نفیونی معرفی شدند و مجموعه‌های غشا-الكترود ساخته شده و برای استفاده در پیل سوختی ارائه شدند. غشاهای نفیونی كه به صورت تجاری در پیل‌های سوختی پلیمری استفاده می‌شوند، هدایت پروتونی بسیار خوبی نشان می‌دهند اما بسیار گران هستند ضمن اینكه در دماهای بالاتر از 80 درجه سانتی گراد بخش عمده‌ای از كارایی‌شان را از دست می‌دهند. تلاش‌های متعددی در زمینه جایگزین كردن این غشاها با غشاهای ارزان تر با كارایی بیشتر در دماهای بالاتر از 80 درجه در حال انجام است. در این اختراع ساختاری خاص از پلی اتر سولفون سولفونه با درجه سولفوناسیون مشخص تهیه شد و پس از تهیه غشای مربوطه لایه های كاتالیست آند و كاتد و لایه های نفوذ گاز بر روی آن به وسیله پرس گرم به نحوی نشانده شد كه اتصال كامل بین غشا و لایه كاتالیست وجود داشته باشد، تا در نهایت مجموعه غشا-الكترودی جدیدی به عنوان جایگزینی برای نفیون در پیل‌های سوختی پلیمری معرفی شود.