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Abstrato

Membranas de troca aniónica à base de quitosano para células de combustível de etanol direto

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

Uma série de novas membranas reticuladas de quitosana altamente quaternizada e poli(álcool vinílico) quaternizado foram sintetizadas com sucesso para serem aplicadas em células de combustível alcalinas de etanol direto. A reticulação foi realizada utilizando dois agentes de reticulação diferentes e um processo térmico adicional para melhorar as propriedades químicas e térmicas. Misturas equivalentes de membranas de quitosano e poli(álcool vinílico) com vários graus de reticulação foram preparadas utilizando diferentes quantidades de glutaraldeído e éter diglicidílico de etilenoglicol como reticulantes. Para investigar a sua aplicabilidade em células de combustível de etanol direto, as membranas foram caracterizadas em termos das suas propriedades estruturais, estabilidade química, térmica e alcalina, transporte de iões e propriedades iónicas utilizando os seguintes métodos: espectroscopia de infravermelhos com transformada de Fourier, espectroscopia de ressonância magnética nuclear, microscopia electrónica de varrimento , análise termogravimétrica, absorção de água por variação de massa, permeabilidade ao etanol na célula de difusão, método de retrotitulação (capacidade de troca iónica) e espectroscopia de impedância electroquímica (condutividade aniónica). Apesar do elevado grau de quaternização dos materiais aplicados e independentemente da espessura da película fina das membranas de mistura, os novos produtos reticulados apresentaram uma excelente estabilidade mecânica. As membranas com menor reticulação exibiram melhores propriedades de transporte e iónicas com elevada condutividade aniónica de 0,016 S cm-1 e elevada capacidade de troca iónica de 1,75 meq g-1, enquanto as membranas com maior grau de reticulação tiveram um desempenho superior em termos de permeabilidade reduzida ao etanol de 3,30°C 10-7 cm2 s-1 a 60°C. As membranas de mistura - reticuladas química e termicamente - proporcionam uma excelente estabilidade térmica com uma temperatura de início de degradação acima dos 280°C e uma excelente estabilidade alcalina em KOH 1,0 M a 60°C durante 650 h. Assim sendo, estas membranas compostas apresentam um elevado potencial para aplicação como eletrólitos alcalinos em células de combustível.

Isenção de responsabilidade: Este resumo foi traduzido usando ferramentas de inteligência artificial e ainda não foi revisado ou verificado