مهندسی ساختار غشاهای تبادل یونی برای بهبود عملکرد و پایداری در پیل های سوختی دما متوسط

پیل های سوختی عملیاتی در بازه دمایی متوسط (۸۰-۱۲۰°C) ترکیبی از مزایای پیل های دمای پایین و دمای بالا را ارائه می دهند. افزایش سینتیک واکنش، کاهش مسمومیت کاتالیست و مدیریت حرارت آسان تر در این بازه عملکرد غشا - چه غشای پروتونی (PEM) و چه غشای های آنیون تبادل (AEM) - نقش تعیین کننده ای در راندمان و دوام کلی سیستم دارد. با این حال، غشای های متداول همچون Nafion یا برخی AEM های اولیه در این دماها با مشکلاتی از قبیل افت هدایت، تورم نامطلوب، کاهش استحکام مکانیکی و تخریب شیمیایی مواجه اند. مهندسی ساختار غشا شامل طراحی میکرو-نانوساختار، کراس لینکینگ، افزودن نانوپرکننده ها و ساختارهای چندلایه به عنوان رویکردی کلیدی برای دستیابی به توازن بین رسانایی، انتخاب پذیری و پایداری مطرح است؛ در این مروری، جامع پیشرفت های اخیر در این زمینه، مکانیسم های بهبود عملکرد و چالش های باقی مانده مورد بررسی قرار می گیرند.

کلیدواژه ها:

پیل سوختی دما ، غشای تبادل یونی ، مهندسی ساختار غشا ، نانوکامپوزیت های پلیمری