Polyphosphazene als Membranmaterialien für PEM-Brennstoffzellen: Synthesen und Charakterisierung

Membranen für PEM-Brennstoffzellen benötigen zur Gewährleistung ihrer Protonenleitfähigkeit eine Dotierung mit einem niedermolekularen Agens – Nafion-artige Polymere Wasser, was ihre Verwendung in der Regel auf Temperaturen bis 80°C begrenzt, Polybenzimidazole Phosphorsäure. Generell ist es so, das der Wirkungsgrad um so besser wird, je höher die Betriebstemperatur liegt. Anspruch dieser Arbeit ist die Synthese eines Polymers auf Polyphosphazen-Basis, das durch Phosphonsäure-Funktionalisierung eine Protonen-Leitung auch im „trockenen“ Zustand aufweist. Polyphosphazene zeichnen sich durch besonders bewegliche Polymerketten aus, die – ganz im Unterschied etwa zu PBI – eine Konnektivität der Säuregruppen zum Protonentransport auch ohne zusätzliches Agens ermöglichen sollten.

Membranes for PEM fuel cells require doping with a low-molecular-weight agent to ensure their proton conductivity - Nafion-type polymers water, which limits their use usually to temperatures up to 80°C, polybenzimidazole phosphoric acid. In general, the higher the operating temperature, the better the efficiency becomes. The aim of this work is the synthesis of a polyphosphazene-based polymer which has a proton conduction in the "dry" state by phosphonic acid functionalization. Polyphosphazenes are characterized by particularly mobile polymer chains, which - unlike, for example, PBI - should enable a connectivity of the acid groups for proton transport even without an additional agent.