Brennstoffzellmembranen im Druck: Simulationen der Strukturviskosität von Nafion
Brennstoffzellen bieten dank ihrer Umweltfreundlichkeit und ihres unvergleichlichen Wirkungsgrades eine vielversprechende Alternative für die Energieerzeugung in einer Vielzahl von Technologien. Ihr Herzstück und wichtigstes Bauteil ist die Protonenaustauschmembran. Diese Komponenten werden mit Hilfe von Drucktechniken unter Verwendung von Polymertinten hergestellt, wobei das am häufigsten verwendete Material Nafion ist. Die Eigenschaften des Endprodukts werden durch die physikalisch-chemischen Eigenschaften der Tinte, wie z. B. ihre Viskosität unter Scherung beeinflusst.
In dieser Arbeit verwenden Forschende der MBM-Gruppe grobkörnige Molekulardynamiksimulationen, um die Auswirkungen des Scherflusses auf Nafion-Tinten und deren Viskosität unter Scherung zu modellieren. Wir beleuchten den Mechanismus hinter der Strukturviskosität, den diese Tinten beim Fließen aufweisen, und zeigen, dass er auf die Längsausrichtung der Nafion-Stränge entlang der Fließrichtung zurückzuführen ist.
Entdecken Sie unsere Studie (engl.): Longitudinal strand ordering leads to shear thinning in Nafion
Nicholas Michelarakis, Florian Franz, Konstantinos Gkagkas and Frauke Gräter
Physical Chemistry Chemical Physics
Über das HITS
Das Heidelberger Institut für Theoretische Studien (HITS) wurde 2010 von dem Physiker und SAP-Mitgründer Klaus Tschira (1940-2015) und der Klaus Tschira Stiftung als private, gemeinnützige Forschungseinrichtung ins Leben gerufen. Das HITS betreibt Grundlagenforschung in den Naturwissenschaften, der Mathematik und der Informatik. Dabei werden große, komplexe Datenmengen verarbeitet, strukturiert und analysiert und computergestützte Methoden und Software entwickelt. Die Forschungsfelder reichen von der Molekularbiologie bis zur Astrophysik. Die HITS Stiftung, eine Tochter der Klaus Tschira Stiftung, stellt die Grundfinanzierung der HITS gGmbH auf Dauer sicher. Die Mittel dafür erhält sie von der Klaus Tschira Stiftung. Gesellschafter des HITS sind neben der HITS Stiftung die Universität Heidelberg und das Karlsruher Institut für Technologie (KIT). Das HITS arbeitet außerdem mit weiteren Universitäten und Forschungsinstituten sowie mit industriellen Partnern zusammen. Die wichtigsten externen Mittelgeber sind das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF), die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) und die Europäische Union.
powered by Borlabs Cookie