Karakterisering van een brandstofcelmembraan

In vaste polymere brandstofcellen (Solid Polymer Fuel Cells, SPFCs) worden membranen van polymere electrolyten (PEMs) gebruikt als medium voor het transport van protonen. Naast Nafion blijkt gesulfoneerd Polyetheretherketon (sPEEK) een geschikt ionomeer voor de fabricage van deze membranen te zijn.Aufbau von Brennstoffzellen: Zusammensetzung einer Kunststoffmembran analysiert mit der XPS (ESCA)

Uit een serie experimenten voor het optimaliseren van de SPFCs bleek dat het niet voldoende was om alleen de electrolytische eigenschappen van de membranen te optimaliseren. XPS werd ingezet om gebreken in de geleidbaarheid van de ionomeren te onderzoeken. Een analyse van de XPS C1s pieken liet een duidelijk verschil in piekvorm zien. Dit wijst op een verontreiniging van het membraanoppervlak. Verder onderzoek toonde aan dat de verontreiniging bestond uit Polyethyleentereftalaat (PET). De figuur laat de C1s pieken van alle polymeren zien. De PET kan duidelijk herkend worden aan de COO bijdrage (C5) aan de piek. De oppervlaktebedekking van PET bleek 10% te zijn.

Een dragerfolie in de fabricage van het sPEEK membraan bleek de bron van de verontreiniging te zijn.

U kunt de application note hier downloaden: