Membrana a scambio protonico rinforzata con ePTFE PFSA D50-R

La membrana a scambio protonico (PEM) rinforzata in ePTFE PFSA D50-R viene utilizzata per separare i compartimenti anodico e catodico delle pile di celle a combustibile PEM che solitamente utilizzano H₂/aria o H₂/O₂ come combustibile/ossidante e sono in grado di erogare elevate densità di corrente senza compromettere la sicurezza (il che richiede l’uso di una membrana relativamente sottile). È pratica piuttosto comune nel settore delle celle a combustibile utilizzare membrane PFSA sottili (50 micron o meno), rinforzate o non rinforzate, al fine di ottenere elevate densità di corrente rilevanti per le applicazioni commerciali. La membrana a scambio protonico rinforzata con ePTFE PFSA D50-R ha uno spessore di 50 micron (+/- 2 micron per le variazioni di spessore). Questo materiale presenta un supporto in plastica su un lato. Prendere in considerazione la D50-R amplia i propri orizzonti, offrendo una strada altrettanto valida da esplorare, parallelamente al Nafion 1035. Il rinforzo meccanico di questa membrana si basa sull’ePTFE microporoso, che presenta regioni porose tridimensionali in cui il PFSA, conduttore ionico, viene impregnato a umido tramite il metodo di colata in soluzione. Il principale vantaggio delle membrane PFSA rinforzate meccanicamente è la loro durata operativa significativamente maggiore rispetto alle membrane PFSA non rinforzate, grazie al fatto che le sollecitazioni legate al rigonfiamento vengono assorbite dal rinforzo in ePTFE. Uno dei principali limiti delle membrane PFSA rinforzate meccanicamente è la loro minore conduttività protonica o ionica rispetto alle membrane non rinforzate, a causa della minore quantità di materiale conduttore ionico per unità di volume (sebbene il rinforzo in ePTFE sia piuttosto poroso, ha comunque una massa). Sebbene questa membrana PFSA rinforzata meccanicamente sia stata originariamente sviluppata per applicazioni nelle batterie a flusso redox al vanadio e la sua applicazione ideale siano proprio le batterie a flusso redox al vanadio, poiché è prodotta nella forma protonica, può essere utilizzata anche per applicazioni standard con celle a combustibile PEM. Sebbene non sia una pratica comune, questo prodotto a membrana può essere utilizzato anche in elettrolizzatori d’acqua a PEM, celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC), celle a combustibile a acido formico diretto (DFAFC), nelle celle a combustibile microbiche (MFC) e in altre applicazioni simili; si raccomanda sempre all’utente finale di tenere in considerazione lo spessore della membrana PFSA per la propria applicazione specifica e come questo possa influire positivamente o negativamente sulle prestazioni. La membrana a scambio protonico PFSA D50-R rinforzata con ePTFE è basata su un materiale a base di acido perfluorosolfonico stabilizzato chimicamente e viene fornita nella forma acida (H+) (nota anche come forma protonica). La stabilizzazione chimica è nota anche come stabilizzazione dei gruppi terminali, in cui gli atomi di carbonio all’estremità delle catene polimeriche della PFSA sono completamente fluorurati. Le membrane PFSA stabilizzate chimicamente presentano un rilascio di ioni fluoruro sostanzialmente inferiore rispetto alle membrane PFSA prodotte con resina PFSA non stabilizzata. I gruppi funzionali (noti anche come siti di acido solfonico) di questa membrana PFSA si basano sulla lunga catena laterale della sua struttura chimica. Le membrane a scambio protonico sono note sul mercato anche come membrane a scambio cationico. Questa membrana PFSA funge da separatore e da elettrolita solido (senza la necessità di un acido liquido) in una varietà di celle elettrochimiche che richiedono che la membrana trasporti selettivamente protoni o altri vari cationi attraverso la giunzione della cella (o tra gli strati catalitici dell’anodo e del catodo). Il polimero è chimicamente resistente e durevole. Contattateci all’indirizzo sales@fuelcellstore.com per ricevere la scheda di sicurezza (SDS) e le schede tecniche (TDS).

Proprietà della membrana

Membrana	Membrana a scambio cationico
Spessore	114 - 124 µm (micron)
Aspetto / Colore	Trasparente / Incolore
Lamina di supporto	Foglio in PET
Forma di fornitura	A secco
Rinforzo	Nessuno
Ione opposto	Forma H
Densità	2,4 mg·cm⁻²
Selettività	93 - 94 %
Velocità di trasferimento dei protoni	6910 µmol·min⁻¹·cm⁻²
Capacità di scambio ionico	0,88 - 0,91 meq·g⁻¹
Riduzione dimensionale in H₂O a 25 °C	13 - 14 %
Assorbimento in H₂O a 25 °C	24 % in peso
Modulo non standard (MPa)	205 - 218 MPa
Resistenza alla trazione - max. (MPa)	27 - 31 MPa
Limite di snervamento a 23 °C / 50 % di umidità relativa	9 MPa
Allungamento a rottura (%)	235 - 277 %
Prova del punto di formazione delle bolle in acqua a 25 °C	> 3 bar