Título

BLENDA POLIMÉRICA DE POLINDENO SULFONADO/POLIFLUORETO DE VINILIDENO PARA APLICAÇÃO COMO ELETRÓLITO EM CÉLULAS A COMBUSTÍVEL

SULFONATED POLY(INDENE)/ POLY(VINYLIDENE FLUORIDE) POLYMERIC BLEND FOR APPLICATION AS ELECTROLYTE IN FUEL CELLS

Autoria

Agnoli, Raquel Dei; Freitas, Maurício Azevedo de; Leão, Tomás Ferreira; Kirchner, Rejane Kraemer; Hattenberg, Mariska; Forte, Maria Madalena de Camargo

DOI

10.5151/1516-392X-27555

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Resumo

Membranas a base de polímeros perfluorosulfonados, como o Nafion® (DuPont), vêm sendo extensivamente usadas como membrana de troca protônica em células a combustível. Contudo, o elevado custo e a baixa condutividade em temperaturas superiores a 80oC restringem o uso destes dispositivos. Em opção ao uso da membrana Nafion®, membranas a base da blenda polindeno sulfonado/polifluoreto de vinilideno (SPInd/PVDF) foram desenvolvidas, investigando o efeito da composição na performance das membranas. As membranas foram produzidas por evaporação de solvente da solução dos polímeros precursores. As blendas foram caracterizadas por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. A caracterização das membranas eletrólito envolveu medidas de grau de inchamento, capacidade de troca iônica e condutividade protônica. Foi possível observar que o PVDF confere boa resistência mecânica e aumento da estabilidade térmica das membranas. Membrana com 50% em peso de PVDF apresentou a maior condutividade protônica (1,89.10-3S.cm-1). Membranas de SPInd reforçadas com PVDF mostraram resultados promissores para uso como eletrólito em células a combustível.

 

Perfluorosulfonic acid ionomer membranes, e.g. Nafion® (DuPont), have been extensively used as proton exchange membranes in PEMFCs due to their high proton conductivity and good mechanical properties. The drawbacks of Nafion® membranes are the low proton conductivity and chemical stability at temperatures higher than 80 °C. The aim of this work was to blend SPInd with poly(vinylidene fluoride) (PVDF), a thermally stable fluorinated polymer, to obtain PEMs with good proton conductivity and mechanical integrity. The membranes were evaluated by thermogravimetric analysis, ion exchange capacity, water uptake and proton conductivity. It was found that a blended membrane with 50 wt% PVDF had the highest proton conductivity of 1.89.10-3 S.cm-1. This indicates that the PVDF reinforced SPInd membranes, offer possible improvement to Nafion® since it has a lower cost.

Palavras-chave

Célula a combustível, Polindeno sulfonado, Polifluoreto de vinilideno, membrana eletrólito

Fuel cell, Polyindene, Polyvinylidene fluoride, Electrolyte membrane