మెంబ్రేన్ సైన్స్ & టెక్నాలజీ జర్నల్

నైరూప్య

ప్రత్యక్ష ఇథనాల్ ఇంధన కణాల కోసం చిటోసాన్-ఆధారిత అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ మెంబ్రేన్లు

Birgit Feketefoldi, Bernd Cermenek, Christina Spirk, Alexander Schenk, Christoph Grimmer, Merit Bodner, Martin Koller, Volker Ribitsch మరియు Viktor Hacker

నవల క్రాస్-లింక్డ్ హైలీ క్వాటర్నైజ్డ్ చిటోసాన్ మరియు క్వాటర్నైజ్డ్ పాలీ (వినైల్ ఆల్కహాల్) మెమ్బ్రేన్‌ల శ్రేణి ఆల్కలీన్ డైరెక్ట్ ఇథనాల్ ఫ్యూయల్ సెల్‌లలో వర్తించేలా విజయవంతంగా సంశ్లేషణ చేయబడింది. రెండు వేర్వేరు క్రాస్-లింకింగ్ ఏజెంట్లు మరియు రసాయన మరియు ఉష్ణ లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి అదనపు ఉష్ణ ప్రక్రియను ఉపయోగించి క్రాస్-లింకింగ్ సాధించబడింది. వివిధ స్థాయిల క్రాస్-లింకింగ్‌తో కూడిన చిటోసాన్ మరియు పాలీ (వినైల్ ఆల్కహాల్) పొరల యొక్క సమానమైన మిశ్రమాలు వివిధ మొత్తాలలో గ్లుటరాల్డిహైడ్ మరియు ఇథిలీన్ గ్లైకాల్ డిగ్లైసిడైల్ ఈథర్‌లను క్రాస్-లింకర్‌లుగా ఉపయోగించడం ద్వారా తయారు చేయబడ్డాయి. ప్రత్యక్ష ఇథనాల్ ఇంధన కణాలలో వాటి వర్తింపును పరిశోధించడానికి, పొరలు వాటి నిర్మాణ లక్షణాలు, రసాయన, ఉష్ణ మరియు ఆల్కలీన్ స్థిరత్వం, అయాన్ రవాణా మరియు క్రింది పద్ధతులను ఉపయోగించి అయానిక్ లక్షణాల పరంగా వర్గీకరించబడ్డాయి: ఫోరియర్ ట్రాన్స్‌ఫార్మ్ ఇన్‌ఫ్రారెడ్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ, న్యూక్లియర్ మాగ్నెటిక్ రెసొనెన్స్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ, స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోపీ , థర్మోగ్రావిమెట్రిక్ విశ్లేషణ, సామూహిక మార్పు ద్వారా నీటిని తీసుకోవడం, ఇథనాల్ డిఫ్యూజన్ సెల్‌లో పారగమ్యత, బ్యాక్ టైట్రేషన్ పద్ధతి (అయాన్ మార్పిడి సామర్థ్యం) మరియు ఎలక్ట్రోకెమికల్ ఇంపెడెన్స్ స్పెక్ట్రోస్కోపీ (అయాన్ వాహకత). అప్లైడ్ మెటీరియల్స్ యొక్క క్వాటర్నైజేషన్ యొక్క అధిక స్థాయి ఉన్నప్పటికీ మరియు మిశ్రమ పొరల యొక్క సన్నని ఫిల్మ్ మందంతో సంబంధం లేకుండా, నవల క్రాస్-లింక్డ్ ఉత్పత్తులు అత్యుత్తమ యాంత్రిక స్థిరత్వాన్ని ప్రదర్శించాయి. దిగువ క్రాస్-లింక్డ్ పొరలు 0.016 S cm-1 యొక్క అధిక అయాన్ వాహకతతో మరియు 1.75 meq g-1 యొక్క అధిక అయాన్ మార్పిడి సామర్థ్యంతో అత్యుత్తమ రవాణా మరియు అయానిక్ లక్షణాలను ప్రదర్శించాయి, అయితే అధిక స్థాయి క్రాస్-లింకింగ్ కలిగిన పొరలు అత్యుత్తమ పనితీరును ప్రదర్శించాయి. యొక్క తగ్గిన ఇథనాల్ పారగమ్యత యొక్క నిబంధనలు 60°C వద్ద 3.30âÂ�Â�10-7 cm2 s-1. మిశ్రమ పొరలు - రసాయనికంగా మరియు ఉష్ణంగా క్రాస్-లింక్డ్ - 280°C కంటే ఎక్కువ ప్రారంభ క్షీణత ఉష్ణోగ్రతతో అద్భుతమైన ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని అందిస్తాయి మరియు 1.0 M KOH వద్ద 60°C వద్ద 650 h వరకు అద్భుతమైన ఆల్కలీన్ స్థిరత్వాన్ని అందిస్తాయి. అందువల్ల, ఈ మిశ్రమ పొరలు ఇంధన కణాలలో ఆల్కలీన్ ఎలక్ట్రోలైట్‌లుగా అప్లికేషన్ కోసం అధిక సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.