Polimerowe ogniwa paliwowe. Cz. II. Rodzaje polimerów oraz zastosowania

• Autorzy: Malinowski M. , Iwan A.

Identyfikatory

DOI

dx.doi.org/10.14314/polimery.2014.708

Warianty tytułu

EN

Polymer fuel cells. Part II. Types of polymers and applications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł stanowi II cz. pracy przeglądowej dotyczącej polimerowych ogniw paliwowych (fuel cells). Omówiono rodzaje polimerów wykorzystywanych w ogniwach paliwowych: polimery fluorowane, polimery sulfonowane i polimery aromatyczne oraz praktyczne zastosowania w skonstruowanych na ich podstawie ogniwach. Opisano zalety i wady omawianych polimerów w kontekście ich aplikacji w ogniwach paliwowych. Przedstawiono możliwości tworzenia mieszanek polimerowych na bazie polimerów [Nafion^®, poli(fluorek winylidenu) (PVDF), poli(2,6-dimetylo-1,4-tlenek fenylenu) (PPO)] i polibenzimidazoli (PBI) oraz domieszek zarówno organicznych (imidazol, dietyloamina, PBI), jak i nieorganicznych (ZrP, SiO₂, TiO₂, BPO₄, H₃PO₄, Sn_0,95Al_0,05P₂O_7-P_xO_y, CsHSO₄). Podano przykłady aplikacji ogniw paliwowych z podziałem ze względu na sposób ich wykorzystania: mobilny, stacjonarny i na potrzeby transportu.

EN

In the first part of this review the mechanism of operation and kinds of fuel cells along with experimental methods used were described. The following second part of the review includes the description of different kinds of polymers intended for fuel cells such as: (i) fluorinated polymers, (ii) sulfonated polymers and (iii) aromatic polymers. Advantages and disadvantages of each polymer in view of its use in various types of fuel cells were shown. The possibility to prepare the blends of polymers [Nafion^®, poly(vinylidene fluoride) (PVDF), poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO)] and poly(benzimidazole) (PBI) with organic (imidazole, diethyl amine or PBI) and inorganic (ZrP, SiO₂, TiO₂, BPO₄, H₃PO₄, Sn_0,95Al_0,05P₂O_7-P_xO_y, CsHSO₄) additives was discussed. Examples of applications of fuel cells divided with respect to the manner of their use: mobile, stationary and for transportation purposes were given.

Słowa kluczowe

PL

polimery; wodór; ogniwa paliwowe z elektrolitem polimerowym; zastosowania ogniw paliwowych

EN

polymers; hydrogen; polymer electrolyte membrane fuel cells; applications of fuel cells

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2014
• Tom: T. 59, nr 10
• Strony: 708--716
• Opis fizyczny: Bibliogr. 60 poz.

Twórcy

autor

Malinowski M.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55/61, 50-369 Wrocław

autor

Iwan A.

• Instytut Elektrotechniki, Oddział Technologii i Materiałoznawstwa Elektrotechnicznego we Wrocławiu, ul. M. Skłodowskiej-Curie 55/61, 50-369 Wrocław

Bibliografia

• [1] Souzy R., Ameduri B.: Prog. Polym. Sci. 2005, 30, 644. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2005.03.004
• [2] Mishra A.K., Bose S., Kuila T., Kim N. H., Lee J. H.: Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 842. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2011.11.002
• [3] Xu T., Wu D., Wu L.: Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 894. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.07.002
• [4] Dhara M.G., Banerjee S.: Prog. Polym. Sci. 2010, 35, 1022. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2010.04.003
• [5] Park C.H., Lee C.H., Guiver M.D., Lee Y.M.: Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 1443. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2011.06.001
• [6] Bose S., Kuila T., Nguyen T.X.H., Kim N.H., Lau K., Lee J.H.: Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 813. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2011.01.003
• [7] Liaw D.-J., Wang K.-L., Huang Y.-C., Lee K.-R., Lai J.-Y., Ha C.-S.: Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 907. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2012.02.005
• [8] Hickner M.A., Ghassemi H., Kim Y.S., Einsla B.R., McGrath J.E.: Chem. Rev. 2004, 104, 4587. http://dx.doi.org/10.1021/cr020711a
• [9] Asensio J.A., Sanchez E.M., Gomez-Romero P.: Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 3210. http://dx.doi.org/10.1039/B922650H
• [10] Li Q., Jensen J.O., Savinell R.F., Bjerrum N.J.: Prog. Polym. Sci. 2009, 34, 449. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2008.12.003
• [11] Chandan A. i in.: J. Power Sources. 2013, 231, 264. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.11.126
• [12] Bujło P.: „Polimerowe, superjonowe membrany dla ogniw paliwowych typu PEMFC”, Politechnika Wrocławska, Wrocław 2006.
• [13] Liao H. i in.: Polym. Chem. 2014, 5, 412. http://dx.doi.org/10.1039/c3py00821e
• [14] Kim T.-H., Lim T.-W., Lee J.-C.: J. Pow. Sour. 2007, 172, 172. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2007.07.040
• [15] Sannigrahi A., Arunbabu D., Sankar R.M., Jana T.: J. Phys. Chem., B. 2007, 111, 12 124. http://dx.doi.org/10.1021/jp073973v
• [16] Chuang S.-W., Hsu S.L.-C.: J. Polym. Sci., Part A 2006, 44, 4508. http://dx.doi.org/10.1002/pola.21555
• [17] Malinowski M., Iwan A., Pasciak G., Parafiniuk K., Gorecki L.: High Perform. Polym. 2014, 26, 436.
• [18] Gulledge A.L., Gu B., Benicewicz B.C.: J. Polym. Sci., Part A 2012, 50, 306.http://dx.doi.org/10.1002/pola.25034
• [19] Gu X., Xu N., Guo X., Fang J.: High Perform. Polym. 2013, 25, 508. http://dx.doi.org/10.1177/ 0954008312471836
• [20] Sannigrahi A., Arunbabu D., Sankar R.M., Jana T.: Macromolecules 2007, 40, 2844. http://dx.doi.org/10.1021/ma070049q
• [21] Celik S.U., Bozkurt A., Hosseini S.S.: Prog. Polym. Sci. 2012, 37, 1265. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2011.11.006
• [22] Tripathi B.P., Shahi V.K.: Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 945. http://dx.doi.org/10.1016/j.progpolymsci.2010.12.005
• [23] Lin H.-L., Chen Y.-C., Li C.-C., Cheng C.-P., Yu T.L.: J. Pow. Sour. 2008, 181, 228. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2008.01.035
• [24] Guan Y., Pu H., Pan H., Chang Z., Jin M.: Polymer 2010, 51, 5473. http://dx.doi.org/10.1016/j.polymer.2010.09.057
• [25] Aili D., Hansen M.K., Pan C., Li Q., Christensen E., Jensen J.O., Bjerrum N.J.: Inter. J. Hydrog. Ener. 2011, 36, 6985. http://dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2011.03.058
• [26] Lee J.W., Lee D.Y., Kim H.-J., Nam S.Y., Choi J.J., Kim J.-Y., Jang J.H., Cho E., Kim S.-K., Hong S.-A., Lim T.-H.: J. Membr. Sci. 2010, 357, 130. http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2010.04.010
• [27] Arunbabu D., Sannigrahi A., Jana T.: J. Phys. Chem., B 2008, 112, 5305. http://dx.doi.org/10.1021/jp711860v
• [28] Ainla A., Brandell D.: Solid State Ion. 2007, 178, 581. http://dx.doi.org/10.1016/j.ssi.2007.01.014
• [29] www.h2stations.org
• [30] California Fuel Cell Partnership: “A California Road Map: The Commercialization of Hydrogen Fuel Cell Vehicles”, 2012,www.cafcp.org
• [31] Fuel Cell Today: “Fuel Cell Electric Vehicles: The Road Ahead”, 2012, www.fuelcelltoday.com
• [32] American Council On Renewable Energy: “Transportation Industry Review”, 2013, www.acore.org
• [33] http://www.hyundaimedia-fuelcell.co.uk
• [34] “Fuel Cell Vehicles (From Auto Manufacturers)”, Fuel Cells 2000, 11.2012,www.fuelcells.org
• [35] “Fuel Cell Buses in U.S. Transit Fleets: Current Status 2012”, National Renewable Energy Laboratory, raport techniczny, 11.2012, www.nrel.gov
• [36] chic-project.eu
• [37] www.global-hydrogen-bus-platform.com
• [38]www.apfct.com
• [39]www.plugpower.com
• [40] www.nuvera.com
• [41] www.bluegen.info
• [42] www.hexis.com/en
• [43]www.clearedgepower.com
• [44] www.topsoefuelcell.com
• [45] www.ballard.com
• [46] www.heliocentris.com
• [47]www.horizonfuelcell.com
• [48] http://future-e.de/en
• [49]www.fuelcellenergy.com
• [50] www.nectarpower.com
• [51] www.neahpower.com
• [52] www.efoy.com
• [53]www.acumentrics.com
• [54] Schaevitz S.B.: Micromach. Microfabric. Proc. Technol. 2012, XVII (8248), 15.
• [55] www.h-tec.com
• [56] Bujło P., Mazurek B., Paściak G., Halama A., Chmielowiec J.: Biblioteka Wiadomości chemiczne (Ogniwa paliwowe. Nowe kierunki rozwoju), 2005, str. 17—32, ISSN 83-2292084-9.
• [57] Bujło P., Sikora A., Paoeciak G., Chmielowiec J.: Przegląd Elektrotechniczny 2010, 3, 271.
• [58] Bujło P. i in.: Proceedings of 17-th World Hydrogen Energy Conference, Brisbane, Australia 15—19 czerwca 2008.
• [59] Malinowski M., Paściak G., Dębowski L.: PCIM Europe 2011, 17—19 maja 2011, Nuremberg, Germany, str. 1181—1186.
• [60] Malinowski M., Chmielowiec J., Paściak G., Świeboda T.: Przegląd Elektrotechniczny 2013, 8, 201.