Effects of Proton Exchange Membrane (PEM) Thickness and Equivalent Weight (EW) on the PEM Fuel Cell Performance at Different Cell Operating Temperatures

Abdulhamed   Sghayer; Khaled   Mazuz; Naji   Issa; Adel  Diyaf

doi:10.51646/jsesd.v9i1.16

المؤلفون

Abdulhamed Sghayer Department of Physics, Faculty of Science, University of Tripoli, Tripoli/Libya
خالد مازوز Department Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Benghazi, Benghazi /Libya.
Naji Issa Department Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, University of Benghazi, Benghazi /Libya
Adel Diyaf Department of Physics, Faculty of Science, University of Tripoli, Tripoli/Libya

DOI:

https://doi.org/10.51646/jsesd.v9i1.16

الكلمات المفتاحية:

PEM fuel cells، proton exchange membrane، Nafin Ionomer، Proton conductivity، Renewable Energy

الملخص

تم في هذا البحث دراسة الموصلية البروتونيه لأغشية النافيون من نوع 117 , 115 , 1135 , 1035 , 112 باستخدام تقنية التيار المستمر ذات الأربع أقطاب في وجود H2SO4 M 1 عند درجة حرارة . K 298 أظهرت النتائج أن المقاومة السطحية للأغشية تزداد بزيادة سمك الغشاء وكانت قيمتها 115.0 ,076.0 ,092.0 ,065.0 وcm2 .Ω 13.0 للأغشية 112 و 1035 و 1135 و 115 و 117 على الترتيب. أما الموصلية البروتونية فكانت 16.0 ,13.0 ,10.0 ,11.0 ,09.0 1-cm.S للأغشية 117 و 115 و 1135 و 1035 و 112 على الترتيب. عند استخدام هذه الأغشية في تطبيقات خلايا الوقود تبين ان النسبة الأمثل لعنصر النافيون في طبقة الحافز لا تتأثر بكلا من سمك الغشاء والوزن المكافئ للغشاء. بالإضافة الى أن الغشاء من نوع 1035 يمنح أفضل آداء للخلية في درجات الحرارة العالية لأنه يحافظ على رطوبته لفترة زمنيه أطول من الأغشية الأخرى وذلك بسبب تمتعه بوزن مكافئ أصغر. وبعبارة أخرى يمكن الحصول على خلية وقود ذات غشاء بروتوني أعلى كفاءه وأكثر استقراريه وأطول عمر حتى في درجة حرارة 95 C o باستخدام الغشاء البروتوني 103.

التنزيلات

بيانات التنزيل غير متوفرة بعد.

المقاييس

يتم تحميل المقاييس...

المراجع

. Yuan X, Wang H. PEM fuel cell electrocatalysts and catalyst layers. London: Springer; 2008.

. K.A. Carrette, K.A Friedrich, and U. Stimming: “Fuel cells- fundamentals and applications”, Fuel Cells, 1, (1), pp. 5. 2001.

. T. D. Gierke, G. E. Munn and F. C. Wilson. “Morphology of perflorosulfonated membrane products.” ACS Symposium Series, 180, pp.195. 1982.

. K. D. Kreuer; “On the Development of Proton Conducting Polymer Membranes for Hydrogen and Methanol Fuel Cells.” Journal of Membrane Science, 185, (1), pp.-29, 2000.

. K. D. Kreuer, “On the development of proton conducting materials for technological Applications” Solid State Ionics, 97, (1), pp.1. 1997.

. M. Laporta, M. Pegoraro, and I. Zanderighi: “Perflorosulfonated membrane Nafin: FT-IR study of the state of water with increasing humidity”, Physical Chemistry Chemical Physics, 1, pp.-4619.

. S. Gottesfeld and M. Wilson, Thn fim catalyst layers for polymer electrolyte fuel cell electrodes. Journal of Applied

Electro-chemistry, 22, (1), pp 1, 1992.

. [132] T. E. Springer, M. S. Wilson, and S. Gottesfeld; “Modelling and experimental diagnostics in polymer electrolyte fuel cells”, Journal of the Electrochemical Society, 140, (12), 1993, pp. 3513

. S. Gottesfeld and M. Wilson: “ High performance catalyzed membrane of ultra-low Pt loading for polymer electrolyte fuel cells”., Journal of the Electrochemical Society, 139, (1), pp. L28. 1992.

. S. Slade, S. A. Campbell, T. R. Ralph, and F. C. Walsh:” Ionic Conductivity of an Extruded Nafin 1100 EW Series of

Membranes”, Journal of Th Electrochemical Society, 149 (12), A1556, 2002.

. Z. Qi, and R. Kaufman: “Low Pt loading high performance cathodes for PEM fuel cells”, Journal of Power Sources, 113, (1), pp. 37, 2003.

. A. A. Sghayer, A. Diyaf, K. A. Mazuz, and N. A. Issa:” Th Effct of Nafin Ionomer Equivalent Weight (EW) on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Catalyst Layer Performance”, in press 2020.

. A. A. Sghayer, K.A. Mazuz, K.M. Etmimi, R. M. Said, A. A. Ewhida: “ Some Membrane Parameters Affcting the PEM

Fuel Cell Performance”, Libya for Applied and Technical Science, Vol 2, Issue 1, pp. 1 ,2013.

. H. L. Yeager, in Perflurinated Ionomer Membranes, A. Eisenberg and H. L. Yeager, Editors, ACS Symposium Series 180, American Chemical Society, Washington, DC 1982.

. S. Gottesfeld and T. A. Zawodzinski, in Polymer Electrolyte Fuel Cells, Advances in Electrochemical Science and

Engineering, Vol. 5, pp. 245, Wiley, New York 1997.