Pozitronium
• schéma kanálů pro anihilaci pozitronu v pevné látce
W. Brandt 1983
Pozitronium
• Pozitronium (Ps) - vodíku-podobný vázaný stav pozitronu a elektronu( ) p ý ý p
• singletní stav 1S0, para-pozitronium (p-Ps), opačně orientované spiny (S = 0, Ms = 0)
• doba života ve vakuu 125 ps (2 self-anihilace) 2doba života ve vakuu 125 ps (2 self anihilace) 520 cm
• tripletní stav 3S1, ortho-pozitronium (o-Ps), souhlasně orientované spiny (S = 1, Ms = -1, 0, 1)9 h
• doba života ve vakuu 142 ns (3 self-anihilace) 92 262029
cmh
• maximální doba života pozitronu v materiálu max = 500 ps
13111
PsoPsp
44
1max
Pozitronium
• Pozitronium (Ps) – energetické hladiny ( ) g y
• analogicky jako u atomu vodíku, ale redukovaná hmotnost je zhruba poloviční
• redukovaná hmotnost Ps:0
2111mmm
ee
224
0
2
20
220
2
4
2 441
81
em
nhe
nEn
• energetické hladiny Ps:
ce2 4 11051111 3
• základní stav Ps: eV86E
ce 04 eV8.61eV1374
1051114
122
3
2220
2 nncm
nEn
• základní stav Ps: eV8.61 E
• 1. excitovaný stav Ps: eV7.12 E
• ’velikost’ Ps: 1Å
Vznik pozitronia
• Oreho model
• Ps vzniká v izolantech během termalizace pozitronu
• v oblasti energií Ei – EP < E < E (Oreho pás)v oblasti energií Ei EPs < E < Eex (Oreho pás)
• Ei – ionizační energie
• EPs = 6.8 eV – vazebná energie Ps
• Eex – nejmenší excitační energie elektronuex j g
• Spur model
• pozitron je během termalizace doprovázen oblakem volných elektronů vzniklých ionizací
• Ps vzniká interakcí pozitronu s jedním z těchto elektronů• Ps vzniká interakcí pozitronu s jedním z těchto elektronů
Volný objem
• polymery
• nedokonalé (tj. ne nejtěsnější možné) uspořádání polymerních řetezců
l ý bj• volný objem
occupiedtotalfree VVV
• frakční volný objem
Vfreetotal
freeV V
Vf
Voccupied• typický rozměr volných objemů Å• relaxační doba 10-13 s
Volný objem
• polymery
• nedokonalé (tj. ne nejtěsnější možné) uspořádání polymerních řetezců
l ý bj• volný objem
occupiedtotalfree VVV
• frakční volný objem
total
freeV V
Vf
• typický rozměr volných objemů Å• relaxační doba 10-13 s
Pick-off anihilace o-Ps
• Ps je lokalizováno ve volných objemech
• pick-off anihilace výrazně zkracuje dobu života o-Ps
j ý j
• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R
12sin111
RR sin2
12
RRRRPso
• R = 1.656 Å
Pick-off anihilace o-Ps
• Ps je lokalizováno ve volných objemech
• pick-off anihilace výrazně zkracuje dobu života o-Ps
j ý j
• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R25
30
• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R
12sin111
RR -Ps (n
s)
15
20
sin2
12
RRRRPso
o-
5
10
• R = 1.656 ÅR (nm)
0 20 40 60 80 1000
Pick-off anihilace o-Ps
• Ps je lokalizováno ve volných objemech
• pick-off anihilace výrazně zkracuje dobu života o-Ps
j ý j
• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R100
• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R
12sin111
RR o-P
s (ns
)
10
sin2
12
RRRRPso
1
• R = 1.656 ÅR (nm)
0.1 1 10 100
Pick-off anihilace o-Ps
• Ps je lokalizováno ve volných objemech
• pick-off anihilace výrazně zkracuje dobu života o-Ps
j ý j
• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R• doba života o-Ps ve volném objemu o poloměru R
12sin111
RR sin2
12
RRRRPso
• R = 1.656 Å
• minimální rozměr volného objemu: 2R 3Å
Pick-off anihilace o-Ps
• distribuce velikostí volných objemů
kt d b ži t it ů• spektrum dob života pozitronů
d31 tPst
Ps
ti eIeIeItS Pspi
044PsPs
i i
• log-normální rozdělení pdf anihilačních rychlostí o-Ps
2
0
20
0 2lnlnexp1
21
(Gaussovské rozdělní N (0, 0) v logaritmické škále)
• střední hodnota doby života o-Ps: 2exp11 20
00
dPso
• standardní odchylka doby o-Ps: 111 2000
22
edPsoPso
Pick-off anihilace o-Ps
• distribuce velikostí volných objemů
kt d b ži t it ů• spektrum dob života pozitronů
d31 tPst
Ps
ti eIeIeItS Pspi
044PsPs
i i
• rozdělení (pdf) velikostí volných objemů
RRR
RRR
2sin
2112
212cos2
RRRR
RR
dRdRH
2
0
20
0 2lnlnexp1
21
RRdR
• korekce na to, že záchytová rychlost je závislá na velikosti volného objemu: RRK 81
RKRRRR
RR
dRdRH 2
12cos2
RKRRdR
Pick-off anihilace o-Ps
• rozdělení (pdf) velikostí volných objemů:
RKRRRR
RR
dRdRH 2
12cos2
• rozdělení (pdf) volných objemů(p ) ý j
dVdRVRHVF
• sférický tvar volných objemů: 334 RV
3/1
43
VVR3 4
Nafion
• Nafion – polymer na bázi teflonu (PTFE) obsahující sulfonovou funkční skupinu -SO3H
Nafion
• Nafion – polymer na bázi teflonu (PTFE) obsahující sulfonovou funkční skupinu -SO3H
hydrofobická PTFE kostrahydrofilické iontové klastry30 50 nm y30-50 nm
P.J. Brookman, J.W. Nicholsonin: Developments in Ionic Polymers, vol. 2, J oo a , J c o so e e op e s o c o y e s, o ,eds. A. D. Wilson and H. J. Prosser (Elsevier Applied Science Publishers: London, 1986)
Nafion
• Nafionová membrána N-1110 (Du Pont) povrchová hustota 500 g m-2 EW = 1100 gNafionová membrána N 1110 (Du Pont), povrchová hustota 500 g m , EW 1100 g
• tloušťka 0.254 mm
• vzorky pro pozitronovou anihilaci: sandwich složený ze 4 membrán
Nafion N1110
22Na spot 1.5 MBqmylar foil 2 m
Nafion – výchozí stav
• pozitronium:p-Ps = 130(5) ps , Ip-Ps = 3.7(4)%
• pozitrony:1 = 205(9) ps , I1 = 5.2(8)% volné e+ p Ps ( ) p p Ps ( )
o-Ps = 3.10(3) ns , Io-Ps = 11.1(1)%, = 1.06(6) ns
1 ( ) p 1 ( )
2 = 430(3) ps , I2 = 80(1)% zachycené e+
Nafion – sušení na 130oC
• kinetika sušení – dva procesy: tt
relativní úbytek hmotnosti:
– rychlý: t1 = 1.0 ± 0.4 min – pomalý: t2 = 8 ± 2 min
21 ttr ceaew
• obsah vody ve výchozím vzorku Nafionu: (6.7 ± 0.8) wt.% 8
t los
s (%
) 6sušení na teplotě 130 oC
elat
ive
wei
gh 4
re
0
2
t (min)
0 20 40 60 80 100
0
Nafion – sušení na 130oC
• Nafion N1110 – výchozí vzorek
ihil it ů
vysušený stav (130oC, 2h)
• anihilace pozitronů:
1 = 205(9) ps, I1 = 5.2(8) % 1 = 204(8) ps, I1 = 6.0(5) %
2 = 430(3) ps, I2 = 80(1) %
• anihilace Ps:
2 = 442(5) ps, I2 = 80.1(4) %
p-Ps = 130(5) ps, Ip-Ps = 3.7(4) %
= 3 10(3) ns I = 11 1(4) %
p-Ps = 130(6) ps, Ip-Ps = 3.5(4) %
= 3 09(2) ns I = 10 5(4) %
p-Ps
P o-Ps = 3.10(3) ns, Io-Ps = 11.1(4) %, o-Ps = 1.06(6) ns
o-Ps = 3.09(2) ns, Io-Ps = 10.5(4) %, o-Ps = 1.00(3) ns
o-Ps
• Žádné významné změny pozitronových parametrů po vysušení
Nafion N1110 – rodělení velikostí volných objemů
1 8
as-received
1.4
1.6
1.8
(R) *
I Ps
1.0
1.2
H
0.4
0.6
0.8
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
Absorpce vody v Nafionu
T = 25oC
40
ease
(%) 30
wei
ght i
ncre
20
10
t (min)
0 20 40 600
Absorpce vody v Nafionu
T = 25oCT = 30oC
40
30
ease
(%)
20
wei
ght i
ncre
10
t (min)
0 20 40 600
Absorpce vody v Nafionu
T = 40oC
T = 25oCT = 30oCT 40 C
40
30
ease
(%)
20
wei
ght i
ncre
10
t (min)
0 20 40 600
Absorpce vody v Nafionu
T = 40oC
T = 25oCT = 30oC
T = 60oCT = 40 C
40
30
ease
(%)
20
wei
ght i
ncre
10
t (min)
0 20 40 600
Absorpce vody v Nafionu
T = 40oC
T = 25oCT = 30oC
T = 80oCT = 60oCT = 40 C
40
30
ease
(%)
20
wei
ght i
ncre
10
t (min)
0 20 40 600
Absorpce vody v Nafionu
T = 40oC
T = 25oCT = 30oC
T = 100oCT = 80oCT = 60oCT = 40 C
pomalý procesT = 100 C
40velmi rychlý proces
30
ease
(%)
20
wei
ght i
ncre
10
21 11 tt
tt
eceaw
relativní nárůst hmotnosti:
t (min)
0 20 40 600
11r eceaw
Absorpce vody v Nafionu
• kinetika absorpce – dva procesy:
• velmi rychlý proces • pomalý procesy ý p
• charakteristický čas t1 = (11 ± 1) s
• zaplňování hydrofilních iontových klastrů • expanze iontových klastrů do volných objemů
p ý p
• charakteristický čas t2 10-60 min
p y ývodou
p ý ý j
22 100
(s)
14
16
18
20
min
) 60
80
t 1(
8
10
12
14
t 2(m
20
40
T ( oC)
20 40 60 80 100 1204
6
T ( oC)
20 40 60 80 100 1200
( ) ( )
Absorpce vody v Nafionu
• vliv vody na volné objemy v Nafionu
pozitronové komponentyboiled in water 2 h
s) 400
450
5002
• expanze objemu nárůst 1, 2
water 2 h
lifet
ime
(ps
200
250
300
350
1
boiled in water 30 s• vaření ve vodě 30 s pouze rychlý proces
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 50150
200
100
• vaření ve vodě 2 h oba procesy (rychlý i pomalý)
ity (%
)
60
80I2
Inte
ns0
20
40
I1
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 500
3.15
o-Ps komponentaAbsorpce vody v Nafionu
o-P
s(n
s)
2 902.953.003.053.10 lifetime
boiled in water 2 h
boiled in water 30 s• vliv absorbované vody na volné objemy v Nafionu
t t t ( t %)
0 10 20 30 40 50
2.752.802.852.90
• o-Ps klesá
• o-Ps nejdřív roste, pak klesáwater content (wt.%)
)
1.2
1.3
1.4
boiled in
• IPs narůstá
o-P
s(n
s
0.8
0.9
1.0
1.1
dispersion
boiled in water 30 s
boiled in water 2 h
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 500.7
20
22
I Ps
(%)
14
16
18
20
i t it
boiled in water 30 s boiled in
water 2 h
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 5012
14 intensity
Absorpce vody v Nafionu – vliv na rodělení velikostí volných objemů
1 8
as-received
1.4
1.6
1.8
(R) *
I Ps
1.0
1.2
H
0.4
0.6
0.8
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
Absorpce vody v Nafionu – vliv na rodělení velikostí volných objemů
1 8
as-received
dried at 130oC / 2h
1.4
1.6
1.8
(R) *
I Ps
1.0
1.2
H
0.4
0.6
0.8
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
Absorpce vody v Nafionu – vliv na rodělení velikostí volných objemů
boiled in water 30s• naplnění iontových klastrů vodouneúplné rozdělení volných objemů
as-received
1 8
dried at 130oC / 2hneúplné rozdělení volných objemů
1.4
1.6
1.8
(R) *
I Ps
1.0
1.2
H
0.4
0.6
0.8
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
Absorpce vody v Nafionu – vliv na rodělení velikostí volných objemů
boiled in water 30s
boiled in water 2h• rozdělení ukončeno
as-received
1 8
dried at 130oC / 2h• úzká distribuce velikostí volných objemů
1.4
1.6
1.8
(R) *
I Ps
1.0
1.2
H
0.4
0.6
0.8
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
3.15
o-Ps komponentaAbsorpce vody v Nafionu
o-P
s(n
s)
2 902.953.003.053.10
boiled in water 2 h
boiled in water 30 s
lifetime
• vliv absorbované vody na volné objemy v Nafionu
t t t ( t %)
0 10 20 30 40 50
2.752.802.852.90
• o-Ps klesá
• o-Ps nejdřív klesá, pak roste
ns)
1 1
1.2
1.3
1.4
b il d iboiled in
d b b á i t ý h kl t h
water content (wt.%)
o-P
s(n
0 7
0.8
0.9
1.0
1.1
dispersion
boiled in water 30 s
water 2 h• voda absorbovaná v iontových klastrech:
• nárůst objemu
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 500.7
20
22
• rozdělení volných objemů
I Ps
(%)
14
16
18
20
i t it
boiled in water 30 s boiled in
water 2 h
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 5012
14 intensity
3.15
o-Ps komponentaAbsorpce vody v Nafionu
o-P
s(n
s)
2 902.953.003.053.10 lifetime
• vliv vody na volné objemy v Nafionu boiled in water 2 h
boiled in water 30 s
1 6
1.8
1 6
1.8
t t t ( t %)
0 10 20 30 40 50
2.752.802.852.90
R) *
I Ps
1.0
1.2
1.4
1.6
R) *
I Ps
1.0
1.2
1.4
1.6
water content (wt.%)
ns)
1 1
1.2
1.3
1.4
b il d iboiled in
H (R
0 2
0.4
0.6
0.8H (R
0 2
0.4
0.6
0.8
o-P
s(n
0 7
0.8
0.9
1.0
1.1
dispersion
boiled in water 30 s
water 2 h
R (nm)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 500.7
20
22
• rychlý proces
I Ps
(%)
14
16
18
20
i t it
boiled in water 30 s boiled in
water 2 h
water content (wt.%)
0 10 20 30 40 5012
14 intensity
Absorpce vody v Nafionu
Nafion-N1110
• střední volný objem Vmean
190
200
210
Å3)
150
160
170
180
V mea
n(Å
water content (%)
0 10 20 30 40 50140
150
Absorpce vody v Nafionu
Nafion-N1110
• rychlý proces: Vmean klesá kvůli expanzi iontových klastrů a dělení volných objemů• široké rozdělení volných objemů
190
200
210
Å3)
150
160
170
180
V mea
n(Å
water content (%)
0 10 20 30 40 50140
150
1.81.8
* I P
s
1 0
1.2
1.4
1.6
* I P
s
1 0
1.2
1.4
1.6
H (R
) *
0.4
0.6
0.8
1.0
H (R
) *
0.4
0.6
0.8
1.0
R (nm)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
Absorpce vody v Nafionu
Nafion-N1110
• pomalý proces: dělení volných objemů dokončeno většina volných objemů rozdělená• úzké rozdělení volných objemů
190
200
210
Å3)
150
160
170
180
V mea
n(Å
1 81 8
water content (%)
0 10 20 30 40 50140
150
* I P
s
1.2
1.4
1.6
1.8
* I P
s
1.2
1.4
1.6
1.8
H (R
) *0.4
0.6
0.8
1.0
H (R
) *0.4
0.6
0.8
1.0
R (nm)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
R (nm)
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.00.0
0.2
Absorpce vody v Nafionu
Nafion-N1110
Nafion-N117, H.S. Sodaye et al. J. Polymer Sci. B 35, 771 (1997)• střední volný objem
Å3)
180
190
200
210
V mea
n(Å
150
160
170
180
water content (%)
0 10 20 30 40 50140
Absorpce ethanolu v Nafionu
• nárůst hmotnosti
600
T = 25oC
ase
(%)
400
500
wei
ght i
ncre
a
300
rela
tive
100
200
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce ethanolu v Nafionu
• nárůst hmotnosti
T = 35oC
600
T = 35 CT = 25oC
400
500
ase
(%)
300
wei
ght i
ncre
a
100
200
rela
tive
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce ethanolu v Nafionu
• nárůst hmotnosti
T = 40oC
T = 35oC
600
T = 35 CT = 25oC
400
500
ase
(%)
300
wei
ght i
ncre
a
100
200
rela
tive
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce ethanolu v Nafionu
• nárůst hmotnosti
T = 50oC
T = 40oC
T = 35oC
600
T = 35 CT = 25oC
400
500
ase
(%)
300
wei
ght i
ncre
a
100
200
rela
tive
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce ethanolu v Nafionu
T = 60oC
• nárůst hmotnosti
T = 60oC
T = 50oC
T = 40oC
T = 35oC
600
T = 35 CT = 25oC
400
500
ase
(%)
300
wei
ght i
ncre
a
100
200
rela
tive
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce ethanolu v Nafionu
T = 70oC
T = 60oC
• nárůst hmotnosti
T = 60oC
T = 50oC
T = 40oC
T = 35oC
600
T = 35 CT = 25oC
400
500
ase
(%)
300
wei
ght i
ncre
a
100
200
rela
tive
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce ethanolu v Nafionu
T = 78oC
T = 70oC
T = 60oC
• nárůst hmotnosti
T = 60oC
T = 50oC
T = 40oC
T = 35oC
600
T = 35 CT = 25oC
400
500
ase
(%)
300
wei
ght i
ncre
a
100
200
rela
tive
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce ethanolu v Nafionu
T = 78oC
T = 70oC
T = 60oC
relativní nárůst hmotnosti:• nárůst hmotnosti
T = 60oC
T = 50oC
T = 40oC
T = 35oC
21 11 tt
tt
r eceaw
600
T = 35 CT = 25oC
400
500
ase
(%)
300
wei
ght i
ncre
a
100
200
rela
tive
t (min)
0 10 20 30 40 50 600
Absorpce vody a ethanolu v Nafionu
• srovnání absorpce vody a ethanolu v Nafionu na pokojové teplotě
160
%) 120
140
160
ethanol
ht in
crea
se (%
80
100
rela
tive
wei
gh
40
60
0 10 20 30 40 50 600
20water
t (min)
tt
relativní nárůst hmotnosti:Absorpce ethanolu v Nafionu
• kinetika absorpce – dva procesy:
• rychlý proces • pomalý proces
21 11 ttr eceaw
y ý p
• charakteristický čas t1 < 1.5 min
• absorpce ethanolu v iontových klastrech
p ý p
• charakteristický čas t2 10 t1• pronikání ethanolu do PTFE kostry p ý
• oba procesy výrazně rychlejší při vyšších teplotách
p y
14
16
18
1.4
1.6
1.8
8
10
12
t 2(m
in)
t 1(m
in)
0.8
1.0
1.2
20 40 60 80 100 1202
4
6
20 40 60 80 100 1200.2
0.4
0.6
T ( oC)T ( oC)
Absorpce ethanolu v Nafionu
• kinetika absorpce – dva procesy:
• rychlý proces • pomalý procesy ý p
• charakteristický čas t1 < 1.5 min
• absorpce ethanolu v iontových klastrech
p ý p
• charakteristický čas t2 10 t1• pronikání ethanolu do PTFE kostry p ý p y
• oba procesy výrazně rychlejší při vyšších teplotách
utio
n 0.8
1.0pomalý proces, 2
tt
tt
relativní nárůst hmotnosti:at
ive
cont
ribu
0.4
0.6
21 11 ttr eceaw
l i í ří ě k
20 40 60 80 100 120
rela
0.0
0.2rychlý proces, 1ca
a
1 cac
2
relativní příspěvky:
T ( oC)
20 40 60 80 100 120
Absorpce ethanolu v Nafionu
• rozdělení volných objemů H(R)
• pokles středního poloměru volných objemů
2.5
• nárůst koncentrace volných objemů
2.0
2.5
as-receiveddried 135 oC / 2hT = 25 oC in ethanol T 40 oC i th l
H (R
) * I P
s
1.5
T = 40 oC in ethanol T = 60 oC in ethanol
0 5
1.0
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.70.0
0.5
R (nm)
Absorpce vody a ethanolu v Nafionu
• rozdělení volných objemů H(R)
• srovnání vlivu vody a ethanolu na rozdělení volných objemů
2 5
y ý j
• absorpce vody menší velikost a nižší koncentrace volných objemů
2.0
2.5
as-receiveddried 135 oC / 2h
1.5T = 60 oC in ethanol T = 100 oC in water
H (R
) * I P
s
0
1.0
H
0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 70.0
0.5
R (nm)
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7
Kinetika absorpce ethanolu v Nafionu – in situ PAS měření
• in-situ měření doby života pozitronů
ethanol uptakeT = 60oC
• intenzita Ps komponenty
30
35
ethanol uptake
dryingT = 25oC
ethanol uptakeT = 40oC
(%) 25
ethanol uptakeT = 25oC
I Ps
20 dryingT = 40oC
10
15
virgin T = 25oC
t (h)
0 100 200 300 400 500
Kinetika absorpce ethanolu v Nafionu – in situ PAS měření
• in-situ PAS měření – intezita Ps komponenty
• Nafion N1110 ponořený v ethanolu
2024
uals
()
T = 25oC
• Nafion N1110 ponořený v ethanolu
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160-4-2
resi
du
T = 21oC
30
I Ps
(%) 25
T = 25oC20
t (h)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
15
Kinetika absorpce ethanolu v Nafionu – in situ PAS měření
T = 40oC20246
idua
ls (
)
T = 25oC024
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160-4-2
uals
()
resi
T 25 C
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160-4-2
resi
du
T = 42oC30
T = 40oC
T = 21oC
25
I Ps
(%)
T = 25oC20
t (h)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
15
T = 60oC4
-20246
esid
uals
()
20246
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160-4
dual
s (
)re
T = 40oC
024
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160-4-2
uals
()
resi
d
T = 25oC
32
340 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
-4-2
resi
du T 25 C
T = 42oCT = 60oC
28
30
32
T = 40oCT = 60oC
T = 21oC2224
26
I Ps
(%)
T = 25oC
16
18
20
t (h)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
14
16
Kinetika absorpce ethanolu v Nafionu – in situ PAS měření
32 110
tt
tt
Ps eceaII• dva procesy:
• pomalý proces ( 70 %)děl í l ý h bj ů k ůli i l ý h bj ů
32
34
• dělení volných objemů kvůli expanzi volných objemů iontových klastrů a pronikání ethanolu do PTFE kostry
T = 42oCT = 60oC
28
30
32
T = 40oCT = 60oC
T = 21oC2224
26
I Ps
(%)
T = 25oC
16
18
20
t (h)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
14
16
Kinetika absorpce ethanolu v Nafionu
32 110
tt
tt
Ps eceaII• dva procesy:
• pomalý proces ( 70 %)děl í l ý h bj ů k ůli i l ý h bj ů
• při vyšších teplotách (T 40oC) je t2 srovnatelné s
• dělení volných objemů kvůli expanzi volných objemů iontových klastrů a pronikání ethanolu do PTFE kostry
charakteristickým časem nárůstu hmotnosti
200
min
)
100
150 PAS
2(m
50
100
weight measurement
T ( oC)
20 40 60 80 100 1200
Kinetika absorpce ethanolu v Nafionu – in situ PAS měření
32 110
tt
tt
Ps eceaII• dva procesy:
• velmi pomalý proces ( 30 %)• t3 25 – 30 h
• dělení volných objemů kvůli expanzi volných objemů• pomalý proces ( 70 %)
32
34
• další přerozdělení volných objemůdělení volných objemů kvůli expanzi volných objemů iontových klastrů a pronikání ethanolu do PTFE kostry
T = 42oCT = 60oC
28
30
32
T = 40oCT = 60oC
T = 21oC2224
26
I Ps
(%)
T = 25oC
16
18
20
t (h)0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160
14
16