프로톤 교환막으로서의 도핑된 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 미생물 연료 전지

초록 에너지 부족과 지구 온난화에 대한 청정하고 저렴한 에너지 솔루션의 긴급한 필요성이 매우 중요하다. 연료 전지, 특히 미생물 연료 전지(MFC)는 지속 가능한 에너지 생산을 위한 유망한 경로를 제공한다. 프로톤 교환막(PEM)은 MFC의 중요한 구성 요소이지만, 금 표준 PEM인 나피온의 높은 비용은 상당한 도전 과제가 된다. 본 선구적인 연구에서 우리는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 이용해 PEM을 제작하고, 혁신적인 칼륨 티오시아네이트(KSCN)와 구연산의 조합을 함께 사용하여 이를 시도하였다. 합성된 막은 물 흡수 능력, 이온 교환 능력 및 MFC의 잠재적 응용에 대해 연구되었다. 10% KSCN 및 7.5% 구연산 조성에서 최대 70% 및 64%의 놀라운 물 흡수 능력이 관찰되었다. 더욱이 이 PEM들은 0.024에서 인상적인 0.69 meq/gm에 이르는 이온 교환 능력(IEC)을 나타내며, 7.5% 구연산 변형이 가장 높은 IEC(0.69 meq/gm)를 보였다. 더 나은 IEC를 가진 막은 미생물 연료 전지에 적용되었다. 그 결과 최대 전력 밀도는 50.03 μw/cm²로, 이 막들이 MFC에서 기존 PEM에 대한 비용 효율적이고 환경 친화적인 대안으로서 지닌 엄청난 잠재력을 강조한다.