Proton Conductive Organic-Inorganic Nanocomposite Membranes Derived by Sol-Gel Method

Abstract

На основі акрилових мономерів та кремнеземної неорганічної складової, сформованої у результаті золь-гель перетворення прекурсора - 3-метакрилоксипропілтриметоксисилану (МАПТМС), синтезовано протонопровідні органо-неорганічні нанокомпозитні мембрани. Методом лазерної інтерферометрії досліджено кінетику полімеризації in situ. Встановлено водопоглинання мембран і набрякання їх у метанолі, виміряно контактні кути змочування, що дало змогу розрахувати вільну поверхневу енергію мембран та її складові. Досліджено протонну провідність мембран за різних температур, оцінено енергію активації протонної провідності. Одержані гібридні мембрани демонструють високу протонну провідність, що дає можливість використовувати їх у паливних комірках.Proton conductive organic-inorganic membranes were synthesized based on acrylic monomers and silica inorganic component, derived as a result of sol-gel transformation of precursor – 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (MAPTMS). Kinetics of polymerization in situ was investigated by laser interferometry. Membranes characterization includes water and methanol uptake, contact angle and proton conductivity at different temperatures. Activation energy values for proton conductivity in prepared membranes were evaluated. The obtained hybrid membranes demonstrated high proton conductivity making themattractive for the use in fuel cells.