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PFSA D15-R ePTFE Membrana Reforçada de Troca de Prótons
A membrana de troca de prótons reforçada com ePTFE (PEM) PFSA D15-R é usada para separar o compartimento anódico e cátodo das células de combustível PEM que normalmente consomem H2/ar como combustível/oxidante e exigem a obtenção de altas densidades de corrente (o que requer o uso de uma camada relativamente fina membrana). É prática bastante comum na indústria de células de combustível usar membranas PFSA reforçadas ou não reforçadas com espessura de 50 mícrons ou menos para a maioria das aplicações comerciais (como células de combustível PEM para automóveis, caminhões pesados, ônibus, etc.). A membrana de troca de prótons reforçada PFSA D15-R ePTFE tem 15 mícrons de espessura (+/- 1 mícron para variação de espessura) e é ideal para células de combustível PEM que produziriam densidades de corrente muito altas e vidas operacionais prolongadas. O reforço mecânico desta membrana é baseado em ePTFE microporoso que possui regiões porosas tridimensionais onde o PFSA ionicamente condutor é impregnado por via úmida usando um método de fundição em solução. Este material possui um suporte de plástico em um dos lados.
O D15-R amplia a capacidade de encontrar uma solução excelente para suas necessidades, sem diminuir o valor do Nafion HP.
O principal benefício das membranas PFSA reforçadas mecanicamente seria a sua vida útil significativamente melhorada em comparação com as membranas PFSA não reforçadas, porque as tensões relacionadas ao inchaço são absorvidas pelo reforço de ePTFE. Uma das principais limitações das membranas PFSA reforçadas mecanicamente é sua menor condutividade iônica ou de prótons em comparação com membranas não reforçadas porque contêm menos material condutor iônico por unidade de volume ou por unidade de massa (embora o reforço de ePTFE seja bastante poroso, tem massa independentemente) . Embora não seja uma prática comum, este produto de membrana também pode ser usado em eletrolisadores de água PEM, células a combustível de metanol direto (DMFC), células a combustível de ácido fórmico direto (DFAFC), células a combustível microbianas (MFC e outras aplicações semelhantes, e é sempre). recomendou que o usuário final considere a espessura da membrana PFSA para sua aplicação específica e como isso pode afetar positiva ou negativamente o desempenho.
A membrana de troca de prótons reforçada PFSA D15-R ePTFE é baseada em material de ácido perfluorossulfônico quimicamente estabilizado e é enviada na forma ácida (H+) (que também é conhecida como forma de próton). A estabilização química também é conhecida como estabilização de grupo final, onde os átomos de carbono que terminam as cadeias poliméricas de PFSA são totalmente fluorados. As membranas PFSA quimicamente estabilizadas exibirão uma liberação de íons fluoreto substancialmente menor em comparação com as membranas PFSA fabricadas a partir de resina PFSA não estabilizada. Os grupos funcionais (também conhecidos como sítios de ácido sulfônico) para esta membrana PFSA baseiam-se na longa cadeia lateral para sua estrutura química.
As membranas de troca de prótons também são conhecidas como membranas de troca catiônica no mercado. Esta membrana PFSA funciona como um separador e eletrólito sólido (sem necessidade de ácido líquido) em uma variedade de células eletroquímicas que exigem que a membrana transporte seletivamente prótons ou outros cátions através da junção celular (ou entre as camadas do catalisador anódico e o cátodo). O polímero é resistente a produtos químicos e durável.
Propriedades da Membrana
| Grossura | 15 micrômetros (+/- 1 micrômetro) |
| Peso básico (g/m²) | A ser determinado |
| Condutividade (S/cm) | ≥ 0,03 S/cm (ou ≥ 30 mS/cm) |
| Capacidade de troca iônica | ≥ 1,00 mmol/g |
| Inchaço (%) | ≤ 7,5% / 7,5% (MD/TD) |
| Módulo (MPa) | Módulo elástico ≥ 250 MPa / 250 MPa (MD/TD) |
| Resistência à tração - máx. (MPa) | ≥ 25/25 MPa (MD/TD) |
| Alongamento na ruptura (%) | 250% para MD e 260% para TD |
| Propriedades hidrolíticas da membrana | |
| Conteúdo de água (% água) | A ser determinado |
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