Che è una membrana di scambio protonico

? Una membrana a scambio protonico è un foglio sottile di polimero super- specializzato che agisce come una membrana selettivamente permeabile per il movimento protone in una singola direzione . Per raggiungere questo tipo di ammissibilità selettiva , la membrana è costruita da un polimero tipo noto come ionomeri . In condizioni accettabili , questa membrana a scambio protonico o membrana elettrolitica polimerica ( PEM ) esclusivamente permettere il passaggio di protoni , bloccando completamente l'accesso ad altri ioni e molecole gassose come l'idrogeno o ossigeno . Ionomeri e loro ruolo nella PEM

La natura di questa membrana semipermeabile è il risultato della sua combinazione di unità . La maggior parte sono costituiti da unità ricorrenti elettricamente neutri , mentre il resto sono unità cariche . Come risultato , questi polimeri o ionomeri specifici mostrano una diminuzione della viscosità con un aumento della temperatura . Gli ionomeri utilizzati per PEM possono essere realizzati sia mediante fusione materiali speciali in una matrice polimerica o prendendo polimeri puri . Un ionomero perfluorurato ampiamente utilizzato per la produzione PEM è Nafion . I diritti di formulazione di Nafion sono gli unici .
Il ruolo di DuPont di PEM Fuel Cell Technology

Proton membrana a scambio è parte integrante della tecnologia delle celle a combustibile di oggi e , se successo , può alimentare le nostre case nei giorni a venire . La sua azione fondamentale nella produzione di elettroni all'interno della cellula è di mantenere la forma e la selettività in modo da evitare il movimento trasversale del gas . In effetti, la tecnologia è denominata cella a combustibile a membrana a scambio protonico ( PEMFC ) dopo la membrana semipermeabile . La costruzione di base può essere distribuito in quattro sezioni principali .

Quattro componenti della PEMFC

L'elettrodo negativo o anodo nella cella controlla il movimento degli elettroni , una volta sono staccate formano le molecole di idrogeno . L'elettrodo positivo o catodo ha una superficie incisa per consentire un maggiore accesso di ossigeno al catalizzatore . Il catalizzatore è un materiale speciale come il platino che non prende parte al processo di reazione ma indirettamente regola il processo . Infine , la PEM agisce come un elettrolito , oltre ad essere un terreno selettivo durante la reazione .
I processi di ossidazione e riduzione

gas idrogeno entra attraverso l'anodo , e suo stato pressurizzato spinge al catalizzatore , che a sua volta contribuisce a ionizzare l'atomo di idrogeno rilasciando elettroni da esso . Questi elettroni eseguire il motore elettrico . Al completamento del compito , sono restituiti al catodo . All'altra estremità , il gas ossigeno viene passato al catalizzatore attraverso il catodo . Ionizzazione di ossigeno attira l' idrogeno ionizzato già positivamente a viaggiare attraverso il PEM per l'altro lato da combinare con gli ioni di ossigeno e acqua forma .

Fuel Cell Parametri e stabilità

una tipica reazione elettrolitica genera un piccolo potenziale di circa 0,7 volt . Al fine di aumentare il potenziale elettrico di un valore pratico , le celle a combustibile sono combinati insieme per formare una pila . La connessione tra due celle a combustibile avviene tramite piastre di conduzione o piatti bipolari . Tipicamente , queste piastre passare attraverso un sacco di reazioni di ossidazione e riduzione su entrambi i lati . Pertanto , le piastre sono realizzate in grafite e altri materiali compositi per mantenere la stabilità nel tempo.