The determination of effective diffusion coefficient from the electrochemical impedance spectra of composite poly (vinyl alcohol) membranes

Abstract

Článek popisuje vliv bobtnání na efektivní difúzní koeficient kompozitních PVA membrán měřený elektrochemickou impedanční spektroskopií. Pro potlačení bobtnání a zvýšení iontové vodivosti byly PVA membrány síťovány kyselinou sulfojantarovou (SSA) a tetraetylorthosilikátem (TEOS). Po naměření impedančních spekter byla data proložena ekvivalentním okruhem na bázi Randlesova obvodu. Tím došlo k určení hodnoty Warburgova elementu, který byl zaznamenán pro membránu v suchém a vlhkém stavu. Výsledky pro kompozitní membrány byly porovnány s výsledky čisté PVA membrány a membrány typu Nafion NR212. Byla zjištěna silná závislost difúzního koeficientu na rozměrech membrány po bobtnání. Kompozit obsahující kyselinu sulfojantarovou vykázal zvýšenou iontovou vodivost. Vzorek ovšem vykázal i silně hydrofilní chování, což limituje možné využití materiálu v aplikacích, jako jsou metanolové palivové články. Za účelem snížení hydrofilního charakteru membrány tak byl vytvořen kompozit PVA SSA TEOS.