Membrana de intercambio aniónico PiperION®, 15 micras (Gen2), reforzada mecánicamente

La membrana de intercambio aniónico reforzada mecánicamente de 15 micrómetros de espesor (Gen2) de Versogen es la versión más reciente de la membrana de intercambio aniónico reforzada mecánicamente de 15 micrómetros de espesor ofrecida anteriormente.

El producto de membrana de segunda generación tiene una mayor condictividad ónica y otras propiedades superiores en comparación con la primera generación.

Las membranas de intercambio aniónico reforzadas mecánicamente PiperION® se fabrican con resina de poli(aril piperidinio) funcionalizada y refuerzo de ePTFE microporoso para obtener una membrana de intercambio aniónico con una durabilidad mecánica excelente y un hinchamiento general reducido o un cambio mínimo de las dimensiones físicas.

Las membranas reforzadas mecánicamente pueden denominarse a veces membranas compuestas.

En términos de robustez mecánica, los AEM PiperION® reforzados mecánicamente proporcionarían un mayor rendimiento en comparación con sus homólogos AEM PiperION® autoportantes.

En cuanto a la conductividad iónica, dado que parte de las membranas reforzadas mecánicamente están compuestas de ePTFE inerte, sus conductividades iónicas serían ligeramente inferiores a las de las membranas PiperION® autoportantes del mismo grosor.

La parte conductora iónica de las AEM PiperION® reforzadas mecánicamente se fabrica a partir del polímero de poli(aril piperidinio) funcionalizado.

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

Ventajas de los AEM PiperION® reforzados mecánicamente: -El refuerzo mecánico a base de ePTFE proporciona una excelente resistencia mecánica -Bajo hinchamiento y reducido cambio de dimensión física -Excelente estabilidad química en ambientes cáusticos y ácidos (rango de pH de 1-14) -Membranas ultrafinas con un magnífico rendimiento para diversas tecnologías de pilas de combustible alcalinas, electrolizadores alcalinos, pilas de combustible de amoníaco directas y otras tecnologías electroquímicas relevantes Protocolo de pretratamiento: Las membranas PiperION® se envían 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 de carbonato, la membrana PiperION® debe convertirse a la forma de carbonato.

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

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

Tras 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 en pilas de combustible de las membranas PiperION® con reactantes de hidrógeno y aire sin CO2 a una temperatura de 95 °C.

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" se considera una fuente excelente que describe la transferencia de diferentes aniones a través de las MIA fabricadas a partir de La estructura de la resina de poli(aril piperidinio), la hidratación o captación de agua en función del contraanión, la separación de fases en función de la morfología del polímero, la conductividad del anión en función del contenido de agua (vapor o líquido) y el radio del anión son otros de los aspectos tratados 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 15 micrómetros Peso básico no revelado Resistencia a la tracción no revelada Módulo de Young no revelado Alargamiento a la rotura (%) no revelado Peso específico no revelado Capacidad de intercambio iónico no revelada Conductividad no revelada Relación de hinchamiento no revelada Absorción de agua no revelada Forma y tipo iónico Aniónico (bicarbonato)