The Pyrolysis of 3D-Printed Polymers
Master thesis
Permanent lenke
https://hdl.handle.net/11250/2784226Utgivelsesdato
2021Metadata
Vis full innførselSamlinger
Beskrivelse
Full text not available
Sammendrag
Trender innen modellering av gassdiffusjonslag for bruk i brenselceller, peker pået potensiale for at ytelsen til eksisterende brenselcelle-teknologi kan økes medet strukturert gassdiffusjonslag. Dette har skapt et behov for predefinertemultiskala karbonstrukturer med geometrier i millimeterskala. En aromatiskpolymer har blitt undersøkt i temperaturområdet 20 – 1000 °C ved bruk av;termogravemetri, differensialtermisk-analyse, Fourier transform infrarødspektroskopi og mikroskopi. Resultatene støtter teorien om at en begrensetmassetransport kan modelleres med en diffusjonsprosess. Det er utviklet ettemperaturprogram som er i stand til å pyrolysere 3D-printede strukturer, medopp til millimeter tykkelse. Den elektriske konduktiviteten til karbonstruktureneer undersøkt, og et mulig temperaturprogram for å produsere stabilekarbonstrukturer er foreslått. Den dominerende kinetikken for prosessendiskuteres. Det er lagt fram en mulig grunnleggende modell for prosessen,basert på diffusjon og reaksjonskinetikk. The recent developments in the modeling of fuel cell gas diffusion layers, point tostructured gas diffusion layers being a potential improvement on existing fuel celldesign. This has created the need for pre-defined multi-scale carbon structureswith features in the millimeter scale. An aromatic polymer was investigated in thetemperature range 20 – 1000 °C using thermogravimetry, differential scanningcalorimetry, Fourier transform infrared spectroscopy, and microscopy. Theobtained results support a transport limited process that can be modeled usingdiffusion kinetics. A temperature program capable of pyrolyzing 3D-printedstructures, with mm-scale thickness, has been developed. The conductivity of theobtained structures is determined, and a temperature program to produce stablestructures is proposed. The kinetics dominating the process are discussed, and apotential fundamental model for the process is proposed using diffusion andreaction kinetics.