Membrana de intercambio aniónico PiperION®, 20 micras, autoportante

Las láminas de membrana de intercambio aniónico autoportante de 20 micrómetros de grosor de Versogen se ofrecen actualmente en tamaños de 5x5 cm, 10x10 cm y 20x20 cm.

Las membranas autoportantes de intercambio aniónico PiperION® se fabrican exclusivamente con resina de poli(aril piperidinio) funcionalizada y no llevan ningún refuerzo mecánico.

El hecho de que toda la membrana esté fabricada al 100% con material de resina hace que esta categoría de membranas tenga una conductividad iónica superior a la de sus homólogas AEM PiperION® reforzadas mecánicamente.

En términos de robustez mecánica, las PiperION® AEM reforzadas mecánicamente ofrecen un mayor rendimiento que las PiperION® AEM autoportantes.

Los AEM PiperION® se fabrican a partir del polímero funcionalizado poli(aril piperidinio).

A continuación se presenta la estructura química general del material de resina de poli(aril piperidinio).

Ventajas de los AEM autoportantes PiperION®: -Membranas no reforzadas y de alta conductividad aniónica -Excelente estabilidad química en ambientes cáusticos y ácidos (rango de pH de 1-14) -Membranas ultrafinas con magníficas prestaciones para diversas tecnologías de pilas de combustible alcalinas, electrolizadores alcalinos, pilas de combustible de amoníaco directas y otras tecnologías electroquímicas relevantes Propiedades de las AEM PiperION® Autoportantes (*): Espesor (micrómetros) Resistencia a la tracción (MPa) Módulo de Young Alargamiento a la rotura (%) IEC (meq/g) Conductividad (mS/cm, OH-, 80 °C) 20 >30 >30 >20 ~2,35 ~150 80 >50 >50 >100 ~2,35 ~150 *Algunas de las propiedades importantes de las membranas PiperION® se indican en la tabla sólo a título de referencia y ejemplo.

Protocolo de pretratamiento: Las membranas PiperION® se suministran en forma no hidróxida (más concretamente en forma de bicarbonato) y es necesario seguir el protocolo de pretratamiento adecuado para convertirlas en la forma aniónica deseada.

Para aplicaciones estándar de pilas de combustible alcalinas / electrólisis: Dejar reposar la membrana en condiciones ambientales durante 1 hora sin cubierta antes de su uso.

Para pilas de combustible de membrana de intercambio de hidróxido o aplicaciones de electrólisis de intercambio de hidróxido o cualquier otra aplicación que requiera la transferencia de iones de hidróxido a través de la membrana, la membrana debe convertirse de la forma de bicarbonato a la forma OH- para una conductividad óptima.

Para convertir la membrana a la forma OH-, coloque la membrana en una solución acuosa de 0,5 M NaOH o KOH durante 1 h a temperatura ambiente.

Después de 1 hora, sustituya la solución por otra de NaOH o KOH 0,5 M y vuelva a dejar la membrana en remojo durante 1 hora a temperatura ambiente.

Tras las dos inmersiones, enjuague la membrana con agua desionizada (pH ~ 7).

Minimizar la exposición al aire ambiente, ya que el CO2 puede intercambiarse de nuevo en la membrana haciendo que la membrana se convierta de nuevo en forma de bicarbonato.

La reacción entre el CO2 y los iones de hidróxido es puramente química y se producirá fácilmente si la forma OH- de la membrana se expone a un entorno que tenga CO2 (como el aire ambiente, etc.).

Esta conversión puede eliminarse por completo simplemente realizando la conversión y las pruebas en un entorno de caja seca sin CO2.

Para la reducción electroquímica de CO2 o CO o en aplicaciones de electrólisis de CO2: Deje que la membrana se asiente en condiciones ambientales durante 1 hora sin una cubierta antes de su uso.

La membrana PiperION® se suministra en forma de bicarbonato.

Si está trabajando con electrolitos de bicarbonato en su instalación, no hay necesidad de pretratar la membrana y se puede utilizar tal como se recibe.

Si se trabaja con electrolitos carbonatados, la membrana PiperION® debe convertirse a la forma carbonatada.

Para ello, basta con sumergir la membrana en una solución acuosa de carbonato sódico o potásico 0,1 - 0,5 M durante 12 h a temperatura ambiente.

A continuación, sustituya la solución por una nueva solución 0,1 - 0,5 M de carbonato sódico o potásico. carbonato o carbonato potásico y vuelva a dejar la membrana en remojo durante 12 h a temperatura ambiente.

Después de las dos o tres inmersiones, enjuague la membrana con agua desionizada (pH ~ 7).

En lugar de electrolitos de bicarbonato o carbonato, si utiliza electrolitos alcalinos puros del tipo KOH o NaOH en sus experimentos de reducción de CO2, puede seguir simplemente el protocolo "Para aplicaciones estándar de pilas de combustible alcalinas / electrólisis" para convertir la membrana a la forma OH-.

Para otras aplicaciones electroquímicas (electrodiálisis, desalinización, electroelectrodiálisis, electrodiálisis inversa, recuperación de ácidos, separación de sales, etc.) y no electroquímicas: Dejar reposar la membrana en condiciones ambientales durante 1 h sin cubierta antes de su utilización.

Antes de montar la membrana en el dispositivo electroquímico o en el montaje, la membrana debe convertirse en la forma aniónica que sea relevante para la aplicación prevista.

Por ejemplo, si la aplicación requiere que los aniones Cl- sean transferidos a través de la membrana, entonces esta membrana de intercambio aniónico necesita ser convertida a la forma Cl-.

Para convertir esta membrana en la forma Cl-, es necesario sumergirla en una solución salina de 0,1 a 0,5 M de NaCl o KCl (disuelta en agua desionizada) durante un período de 12 a 24 horas y luego enjuagarla con agua desionizada para eliminar el exceso de sal de la superficie de la membrana.

O si la aplicación prevista requiere transferir aniones sulfato a través de la membrana, entonces PiperION® AEM debe convertirse en la forma sulfato antes de su montaje en la célula.

Una solución salina neutra de 0,1 a 0,5M de Na2SO4 o K2SO4 suele ser suficiente para lograr la conversión completa de la membrana en la forma de sulfato después de sumergir completamente la membrana en la solución salina durante 12-24 horas a temperatura ambiente.

Siempre se sugiere repetir el proceso de inmersión durante 2-3 veces con el fin de lograr cerca del 100% de conversión y luego enjuague con abundante cantidad de agua desionizada.

Si tiene alguna duda sobre el almacenamiento, la estabilidad química, el pretratamiento o antes de proceder, no dude en ponerse en contacto con nosotros para obtener más información.

Literatura científica para usos diversos de las membranas y productos de dispersión Versogen: El artículo de Wang et al. titulado "Poly(aryl piperidinium) membranes and ionomers for hydroxide exchange membrane fuel cells" (Membranas e ionómeros de poli(aril piperidinio) para pilas de combustible de membrana de intercambio de hidróxido) se considera una fuente excelente que describe la química de los polímeros y el funcionamiento de las pilas de combustible de las membranas PiperION® con reactantes de hidrógeno y aire libre de CO2 a una temperatura de 95 ºC.

Este artículo también investiga la conductividad iónica, la estabilidad química, la robustez mecánica, la separación de gases y los aspectos de solubilidad selectiva de las AEM basadas en poli(aril piperidinio).

El artículo de Wang et al. titulado "High-Performance Hydroxide Exchange Membrane Fuel Cells THrough Optimization of Relative Humidity, Backpressure, and Catalyst Selection" se considera una fuente excelente que describe la química de los polímeros y el funcionamiento como pilas de combustible de las membranas PiperION® bajo distintos parámetros operativos con el fin de eliminar los problemas de inundación del ánodo y desecación del cátodo para conseguir una gestión equilibrada del agua.

Con una mayor optimización del catalizador, se ha alcanzado una densidad de potencia pico de 1,89 W/cm2 en H2/O2 y de 1,31 W/cm2 en H2/Aire.

El artículo de Luo et al. titulado "Structure-Transport Relationships of Poly(aryl piperidinium) Anion-Exchange Membranes: Effect of Anions and Hydration" (Relaciones estructura-transporte de las membranas de intercambio aniónico de poli(aril piperidinio): efecto de los aniones y la hidratación) se considera una fuente excelente que describe la transferencia de diferentes aniones a través de las membranas de intercambio aniónico fabricadas con resina de poli(aril piperidinio). (vapor o líquido) y el radio aniónico son otros de los aspectos que se han tratado en esta publicación.

El artículo de Zhao et al. titulado "An Efficient Direct Ammonia Fuel Cell for Affordable Carbon-Neutral Transportation" se considera una fuente excelente que describe los aspectos económicos del hidrógeno, el metanol y el amoníaco como combustible para aplicaciones de transporte, el rendimiento de los AEM basados en poli(aril piperidinio) para pilas de combustible de amoníaco directas a 80 °C.

El artículo de Archrai et al. titulado "A Direct Ammonia Fuel Cell with a KOH-Free Anode Feed Generating 180 mW cm-2 at 120 °C" investiga el rendimiento electroquímico de AEMs basados en poli(aril piperidinio) para pilas de combustible de amoníaco directas a 120 °C.

El artículo de Endrodi et al. titulado "High carbonate ion conductance of a robust PiperION membrane allows industrial current density and conversion in a zero-gap carbon dioxide electrolyzer cell" investiga el rendimiento electroquímico de los AEM basados en poli(aril piperidinio) para aplicaciones de reducción electroquímica de CO2 o electrolizadores de dióxido de carbono.

Este estudio demostró que pueden alcanzarse densidades parciales de corriente superiores a 1 A/cm2 manteniendo una conversión elevada (25-40%), selectividad (hasta el 90%) y un voltaje de célula bajo (2,6-3,4 V).

El rendimiento electroquímico de las membranas de intercambio aniónico suele depender del diseño del hardware de pruebas electroquímicas, los parámetros operativos, el grosor de la membrana, la carga y el tipo de catalizador, el grosor y el tipo de la capa de difusión de gas, la forma de fabricación y montaje de la MEA/CCM, etc.

Fuel Cell Store no garantiza los resultados obtenidos por otros investigadores.

Para mayor formato y precios a granel: Las membranas PiperION® también se fabrican en formatos más grandes que los que aparecen aquÃ.

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Tenga en cuenta que el plazo de entrega actual es de 2 a 4 semanas.

Membranas PiperION Grosor 20 micrómetros Peso base ~22,6 g/m2 Resistencia a la tracción >30 MPa Módulo de Young >30 Alargamiento a la rotura (%) >20 Gravedad específica ~1,13 Capacidad de intercambio iónico ~2,35 meq/g Conductividad ~150 mS/cm (forma OH- a 80 grados C) Índice de hinchamiento 8% (a 80 grados C en 1M KOH) Absorción de agua 50% (a 80 grados C en 1M KOH) Forma y tipo iónico Aniónico (bicarbonato)