1.2.5.2.a. Màng composite hữu cơ – vơ cơ
Màng Nafion biến tính bằng zirconium hydrogen phosphate:
Màng Nafion-Zr ổn định ở nhiệt độ 150oC, điện trở màng cỡ 0,08 Ω.cm2 với mật độ cơng suất cực đại là 380 mW và 260 mW tương ứng với nguồn oxy tinh khiết và oxy từ khơng khí. Sự hiện diện của ZrP trong màng Nafion làm tăng tính ưa nước, tăng nhiệt độ hoạt động, tăng 23% trọng lượng khơ và tăng 30% độ dày màng.
Màng Nafion biến tính bằng SiO2 và axít molybdophosphoric (MoPh-a)
Màng 00oC. Màng
Nafion-SiO2 chứa 5% SiO2 cĩ độ thẩm thấu cỡ 4,17×10-7 cm2.s-1 trong dung dịch
o ẩm thấu từ 215-
.c o sánh độ dẫn và độ
biến tính với màng Nafion biến tính bằng 2
Bảng 1.1: Ảnh hưởng của màng cấu trúc Nafion lên độ dẫn và độ thấm qua của
Nafion-SiO2 cĩ hiệu suất hoạt động tốt ở nhiệt độ hơn 1 methanol 1M ở 20 C. Màng chứa từ 3-5% SiO2 sẽ cĩ mật độ dịng th 245 mA m-2 trong dung dịch methanol 1M ở 60oC. Bảng 1.1 s thẩm thấu methanol của màng Nafion khơng
SiO và axít molybdophosphoric [27].
methanol [27].
Độ dẫn Loại màng
T=60oC T=90oC
Độ thẩm thấu methanol tương
đương (mols-1m-1) tron dịch methanol 1,5M ở T=65 g dung oC Nafion® 117 + 4,3% SiO2 0,23 0,29 7 Nafion® 117 + 3,3% H3PO4 0,27 0,39 7,5 .12MoO3.H2O (MoPh-a) Nafion 117 ® 0,09 0,15 5,9
Màng nanocomposite Nafion - polyfurfuryl alcohol (PFA)
Màng Nafion-polyfurfuryl alcohol chứa 8% PFA cĩ độ thấm qua của methanol là 1,72×10-6 mol.min-1.cm-1 và độ dẫn proton là 70,4 mS.cm-1 ở nhiệt độ phịng. Độ
ủa
tương ứng là với màng Nafion 115 [18].
thấm qua c methanol và độ dẫn proton đối với màng Nafion-8% PFA thấp hơn ba lần và 26% so
1.2.5.2.b. Màng composite chứa gốc a
Màng biến tính bằng poly ớ
điện trở cao và hiệu kém hơn so với m g Nafion [26]. ăng hịa tan tố g nư n rất thuận tiện cho quá trình tạo anol đối với màng Nafion 117 phủ poly(1-methyl đổi theo thời gian. Cụ ộ th a của methanol từ 1,47×10-9 xuống cịn 6,63×10-12 mol.min-1.cm-1 sau 24 giờ trong cùng điều kiện và tiếp tục giảm cịn 1,47×10-12
.2.5.2
ày 36 µm và R-4010 với độ dày 63 µm cĩ độ thấm qua của methanol thấp hơn từ 2,5 - 3 lần so với màng Nafion
xít
pyrrole v i xúc tác oxy hĩa Fe(III) cĩ độ thấm qua
của methanol thấp nhưng suất àn
Polypyrrole cĩ khả n t tron ớc nê màng. Độ thấm qua của meth
pyrrole) thay thể đ ấm qu giảm
sau sáu ngày kế tiếp [7].
1 .c. Màng Pall IonClad
Màng Pall IonClad cĩ cấu tạo chính là tetra-flouroethylene/perflouropropylene. Hai loại màng Pall IonClad là R-1010 (Hình 1.15) với độ d
117 dày 180 µm [36].
Hình 1.15: Cấu trúc của màng Pall IonClad R-1010 [36].
Độ ổn định của màng Pall IonClad đối với ứng dụng trong pin PEFC là 500 giờ. Từ bảng 1.2 cĩ thể thấy tỷ số Φ giữa độ dẫn proton và độ thấm qua của methanol được sử dụng để đánh giá hiệu suất của màng trong pin nhiên liệu DMFC [13]. Tỷ số này chứa hai hệ số: độ khuếch tán của proton và methanol với nồng độ của proton và methanol. Tỷ số Φ càng lớn thì hiệu suất của màng trong pin nhiên liệu DMFC càng cao. Màng Pall R-4010 ở 80oC cĩ Φ = 130 so với màng Nafion 117 là Φ = 37.
Bảng 1.2: Bảng so sánh thơng số của các loại màng [12].
Nhiệt độ, oC Pall R-4010 Pall R-1010 Nafion® 117
Độ dẫn, (mS.cm-1)
20 73 80 79 Độ thẩm thấu methanol (×107), cm2.s-1
60 9,4 13,7 34,4