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Novas membranas condutoras de protões para células de combustível
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Abstract(s)
RESUMO: As membranas de permuta protónica continuam a ser um material fundamental e um desafio chave no desenvolvimento das células de combustível. Neste trabalho foram preparadas, usando um método de casting, novas membranas de Nafion dopadas com 1 wt% de diferentes ácidos bisfosfónicos (BPs). As novas membranas foram avaliadas relativamente à sua capacidade de absorção de água (water uptake), por gravimetria, à sua capacidade de troca iónica (IEC), através da determinação da presença de grupos ionizáveis na membrana utilizando titulação potenciométrica ácido-base, e ao grau de hidratação. As novas membranas apresentaram valores superiores aos da membrana de Nafion utilizada como referência. A condutividade protónica das novas membranas foi avaliada por Espectroscopia de Impedância Eletroquímica (EIS), em diferentes condições de humidade relativa e de temperatura, tendo apresentado valores de condutividade protónica superiores às da membrana comercial de Nafion em todas as temperaturas e humidades relativas testadas.
ABSTRACT: Proton exchange membranes remain a fundamental material and an important challenge in the development of fuel cells. In this work, using a casting method, new Nafion membranes were prepared, doped with 1 wt% of different bisphosphonic acids (BPs). The new membranes were evaluated for their water uptake capacity, by gravimetry, their ion exchange capacity (IEC), by determining the presence of ionizable groups on the membrane through an acid-base potentiometric titration, and the degree of hydration. The new membranes showed higher values than the Nafion membrane, used as a reference. The proton conductivity of the new membranes was evaluated by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), under different conditions of relative humidity and temperature, having presented values of proton conductivity higher than those of the commercial Nafion membrane, tested at the same temperatures and relative humidity conditions.
ABSTRACT: Proton exchange membranes remain a fundamental material and an important challenge in the development of fuel cells. In this work, using a casting method, new Nafion membranes were prepared, doped with 1 wt% of different bisphosphonic acids (BPs). The new membranes were evaluated for their water uptake capacity, by gravimetry, their ion exchange capacity (IEC), by determining the presence of ionizable groups on the membrane through an acid-base potentiometric titration, and the degree of hydration. The new membranes showed higher values than the Nafion membrane, used as a reference. The proton conductivity of the new membranes was evaluated by Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS), under different conditions of relative humidity and temperature, having presented values of proton conductivity higher than those of the commercial Nafion membrane, tested at the same temperatures and relative humidity conditions.
Description
CIES2020 - XVII Congresso Ibérico e XIII Congresso Ibero-americano de Energia Solar
Keywords
Fuel cells Proton exchange membrane Nafion Bisphosphonates
Citation
Teixeira, Fátima C... [et.al.] - Novas membranas condutoras de protões para células de combustível. In: CIES2020: As Energias Renováveis na Transição Energética: Livro de Comunicações do XVII Congresso Ibérico e XIII Congresso Ibero-americano de Energia Solar. Helder Gonçalves, Manuel Romero (Ed.). Lisboa, Portugal: LNEG, 3-5 Novembro, 2020, p. 797-803
Publisher
LNEG - Laboratório Nacional de Energia e Geologia