Investigación del impacto de un campo eléctrico en membranas de electrolito polimérico para aplicaciones de celdas de combustible
Autores: Mohamed, Hamdy F. M.; Abdel-Hady, Esam E.; Hassanien, Mohamed H. M.; Mohammed, Wael M.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Investigación del impacto de un campo eléctrico en membranas de electrolito polimérico para aplicaciones de celdas de combustible
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Física
Palabras clave
Estudio
Intensidades de campo eléctrico
Membranas
Conductividad
Volumen libre
Cristalinidad
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 29
Citaciones: Sin citaciones
Se llevó a cabo un estudio sistemático sobre las membranas Nafion 112 para evaluar los efectos de diferentes intensidades de campo eléctrico en las propiedades estructurales y eléctricas de las membranas. Las membranas fueron sometidas a diferentes intensidades de campo eléctrico (0, 40, 80 y 140 MV/m) a una temperatura de 90 grados C. La conductividad de protones se midió utilizando un medidor LCR, revelando que los valores de conductividad variaban con las intensidades de campo eléctrico, siendo la conductividad óptima observada a 40 MV/m. La espectroscopia de tiempo de vida de aniquilación de positrones (PAL) proporcionó información sobre la estructura del volumen libre de las membranas, mostrando un aumento exponencial en el tamaño del volumen de los agujeros a medida que aumentaba la intensidad del campo eléctrico. También se encontró que la intensidad de positronio de las membranas Nafion 112 estaba influenciada por su grado de cristalinidad, que disminuía con mayores intensidades de campo eléctrico. Esto indica interacciones complejas entre los cambios estructurales y los efectos del campo eléctrico. Los estudios dieléctricos de las membranas se caracterizaron en un rango de frecuencia de 50 Hz a 5 MHz, demostrando adherencia a la ley de Jonscher. Los valores del parámetro de la ley de potencia de Jonscher aumentaron con la intensidad del campo eléctrico, sugiriendo una transición de un mecanismo de conducción por salto a un transporte iónico más organizado. En general, el estudio enfatiza la relación entre el volumen libre, la cristalinidad y las características macroscópicas, como la conductividad iónica. El estudio destaca el potencial de ajustar el rendimiento de la membrana variando el campo eléctrico.
Descripción
Se llevó a cabo un estudio sistemático sobre las membranas Nafion 112 para evaluar los efectos de diferentes intensidades de campo eléctrico en las propiedades estructurales y eléctricas de las membranas. Las membranas fueron sometidas a diferentes intensidades de campo eléctrico (0, 40, 80 y 140 MV/m) a una temperatura de 90 grados C. La conductividad de protones se midió utilizando un medidor LCR, revelando que los valores de conductividad variaban con las intensidades de campo eléctrico, siendo la conductividad óptima observada a 40 MV/m. La espectroscopia de tiempo de vida de aniquilación de positrones (PAL) proporcionó información sobre la estructura del volumen libre de las membranas, mostrando un aumento exponencial en el tamaño del volumen de los agujeros a medida que aumentaba la intensidad del campo eléctrico. También se encontró que la intensidad de positronio de las membranas Nafion 112 estaba influenciada por su grado de cristalinidad, que disminuía con mayores intensidades de campo eléctrico. Esto indica interacciones complejas entre los cambios estructurales y los efectos del campo eléctrico. Los estudios dieléctricos de las membranas se caracterizaron en un rango de frecuencia de 50 Hz a 5 MHz, demostrando adherencia a la ley de Jonscher. Los valores del parámetro de la ley de potencia de Jonscher aumentaron con la intensidad del campo eléctrico, sugiriendo una transición de un mecanismo de conducción por salto a un transporte iónico más organizado. En general, el estudio enfatiza la relación entre el volumen libre, la cristalinidad y las características macroscópicas, como la conductividad iónica. El estudio destaca el potencial de ajustar el rendimiento de la membrana variando el campo eléctrico.