PFSA TE80-R: membrana a scambio protonico rinforzata con ePTFE

La membrana a scambio protonico (PEM) rinforzata in ePTFE PFSA TE80-R è progettata per essere utilizzata in elettrolizzatori PEM con elevata pressione differenziale o elevata pressione bilanciata, al fine di separare i compartimenti anodico e catodico per la generazione di idrogeno e ossigeno gassosi dalla reazione di elettrolisi dell’acqua. Questa membrana a scambio protonico (nota anche come membrana a scambio cationico) ha uno spessore di 80 micron (+/- 5 micron di variazione di spessore) ed è ideale per qualsiasi stack di elettrolizzatori PEM che richieda densità di corrente molto elevate (fino a 4 A/cm²) e lunghe durate operative. Il rinforzo meccanico di questa membrana si basa sull’ePTFE microporoso, che presenta regioni porose tridimensionali in cui il PFSA a conduzione ionica viene impregnato a umido tramite il metodo di colata in soluzione. Questo materiale è dotato di un supporto in plastica su un lato. Il vantaggio principale delle membrane PFSA rinforzate meccanicamente è la durata operativa notevolmente maggiore rispetto alle membrane PFSA non rinforzate, poiché le sollecitazioni legate al rigonfiamento vengono assorbite dal rinforzo in ePTFE. Sebbene uno dei principali limiti delle membrane PFSA rinforzate meccanicamente sia la loro minore conduttività protonica o ionica, dovuta all’utilizzo di resina con EW più elevato (come 1000 o 1100), la membrana a scambio protonico PFSA TE80-R rinforzata con ePTFE utilizza una resina PFSA con EW molto più basso (~800) e presenta quindi un’eccellente conduttività protonica. Le resine PFSA con valori di EW più bassi hanno solitamente una maggiore capacità di scambio ionico (IEC) e una maggiore capacità acida disponibile (AAC) per unità di peso del materiale rispetto ad altre resine PFSA; questo spiega perché la membrana a scambio protonico rinforzata con ePTFE PFSA TE80-R presenti una conduttività ionica senza pari, nonostante sia una membrana relativamente più spessa. Sebbene questa membrana sia stata originariamente sviluppata per essere utilizzata in elettrolizzatori PEM ad alta pressione, anche le seguenti applicazioni trarranno grande beneficio dall’uso di questa membrana: celle a combustibile PEM non pressurizzate o pressurizzate (H₂/aria), celle a combustibile PEM non pressurizzate o pressurizzate (H₂/O₂), celle a combustibile a metanolo diretto (DMFC), celle a combustibile a acido formico diretto (DFAFC), celle a combustibile microbiche (MFC), sensori elettrochimici, batterie a flusso redox al vanadio e altre applicazioni simili. Si raccomanda sempre all’utente finale di tenere in considerazione lo spessore delle membrane PFSA che intende utilizzare per la propria applicazione specifica e come ciò possa influire positivamente o negativamente sulle prestazioni. La membrana a scambio protonico rinforzata con ePTFE PFSA TE80-R 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 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. Prestazioni elettrochimiche: la curva di polarizzazione di questa membrana è stata rilevata con una cella elettrochimica speciale ed è fornita esclusivamente a titolo esemplificativo. È probabile che i clienti che acquistano questa membrana possano o meno replicare questi dati, poiché le prestazioni elettrochimiche dipendono non solo dalla configurazione del CCM, ma anche da altri componenti quali gli strati di diffusione dell’anodo e del catodo, la qualità dell’acqua deionizzata utilizzata, dalla temperatura e dalla pressione della cella, dal design dell’apparecchiatura di prova e dai componenti utilizzati nella stessa, ecc. Vi preghiamo di contattarci all’indirizzo sales@fuelcellstore.com per richiedere 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