Brennstoffzellmembranen im Druck: Simulationen der Strukturviskosität von Nafion

18.11.2021

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

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