Membrana a scambio anionico PiperION® , 15 micron, rinforzata meccanicamente

Per questa membrana è in corso lo sviluppo di un prodotto alternativo. I fogli di membrana a scambio anionico di 15 micron di spessore rinforzati meccanicamente di Versogen sono attualmente disponibili nei formati 7x7cm, 14x14cm, 28x28cm, 28x50cm e 28x100cm. Le AEM rinforzate meccanicamente PiperION® sono prodotte a partire da una resina di poli(piperidinio arilico) funzionalizzata e da un'armatura microporosa in ePTFE per ottenere un'AEM con un'eccellente durata meccanica e un rigonfiamento complessivo ridotto o una variazione minima delle dimensioni fisiche. Le membrane rinforzate meccanicamente possono talvolta essere chiamate membrane composite. In termini di robustezza meccanica, le PiperION® AEM rinforzate meccanicamente fornirebbero prestazioni superiori rispetto alle controparti PiperION® AEM autoportanti. In termini di conducibilità ionica, poiché parte delle membrane rinforzate meccanicamente sono composte da ePTFE inerte, le loro conducibilità ioniche sarebbero leggermente inferiori rispetto alle membrane PiperION® autoportanti dello stesso spessore. La parte ionicamente conduttiva delle AEM PiperION® rinforzate meccanicamente è prodotta con un polimero funzionalizzato di poli(piperidinio arilico). La struttura chimica generale del materiale in resina di poli(piperidinio arilico) è riportata di seguito. Vantaggi degli AEM PiperION® rinforzati meccanicamente: -Il rinforzo meccanico a base di IPTFE fornisce un'eccellente resistenza meccanica. -Basso rigonfiamento e ridotta variazione delle dimensioni fisiche -Eccellente stabilità chimica in ambienti caustici e acidi (intervallo di pH 1-14) -Membrane ultrasottili con prestazioni eccellenti per varie celle a combustibile alcaline, elettrolizzatori alcalini, celle a combustibile ad ammoniaca diretta e altre tecnologie elettrochimiche rilevanti. Protocollo di pretrattamento: Le membrane PiperION® vengono spedite in forma non idrossida (più precisamente in forma di bicarbonato) e per convertirle nella forma anionica desiderata è necessario seguire un protocollo di pretrattamento adeguato. Per applicazioni standard di celle a combustibile alcaline / elettrolisi: Lasciare riposare la membrana a condizioni ambientali per 1 ora, senza copertura, prima dell'uso. Per le celle a combustibile a membrana a scambio di idrossido o per le applicazioni di elettrolisi a scambio di idrossido o per qualsiasi altra applicazione che richieda il trasferimento di ioni idrossido attraverso la membrana, quest'ultima deve essere convertita dalla forma bicarbonato alla forma OH- per ottenere una conducibilità ottimale. Per convertire la membrana in forma OH-, metterla in una soluzione acquosa di NaOH o KOH 0,5 M per 1 ora a temperatura ambiente. Dopo 1 ora, sostituire la soluzione con NaOH o KOH 0,5 M freschi e lasciare nuovamente la membrana in ammollo per 1 ora a temperatura ambiente. Dopo i due ammolli, sciacquare la membrana con acqua DI (pH ~ 7). Ridurre al minimo l'esposizione all'aria ambiente, in quanto la CO2 può scambiare nuovamente con la membrana, che si riconverte in forma di bicarbonato. La reazione tra CO2 e ioni idrossido è puramente chimica e si verifica facilmente se la forma OH- della membrana è esposta a un ambiente contenente CO2 (come l'aria ambiente, ecc.). Questa conversione può essere completamente eliminata semplicemente eseguendo la conversione e i test in un ambiente privo di CO2. Per la riduzione elettrochimica di CO2 o CO o in applicazioni di elettrolisi della CO2: Lasciare riposare la membrana a condizioni ambientali per 1 ora, senza foglio di copertura, prima dell'uso. La membrana PiperION® viene spedita in forma di bicarbonato. Se si lavora con elettroliti bicarbonati nel proprio impianto, non è necessario pretrattare la membrana e può essere utilizzata così come è stata ricevuta. Se si lavora con elettroliti carbonati, la membrana PiperION® deve essere convertita in forma di carbonato. A tale scopo, è sufficiente immergere la membrana in una soluzione acquosa di carbonato di sodio o di potassio 0,1-0,5 M per 12 ore a temperatura ambiente. Successivamente, sostituire la soluzione con carbonato di sodio o di potassio 0,1-0,5 M fresco e lasciare nuovamente la membrana in ammollo per 12 ore a temperatura ambiente. Dopo i due-tre ammolli, sciacquare la membrana con acqua DI (pH ~ 7). Al posto di elettroliti bicarbonati o carbonati, se si utilizzano elettroliti alcalini puri del tipo KOH o NaOH per gli esperimenti di riduzione della CO2, è sufficiente seguire il protocollo "Per applicazioni standard di celle a combustibile alcaline / elettrolisi" per convertire la membrana in forma OH-. Per altre applicazioni elettrochimiche (elettrodialisi, desalinizzazione, elettrodialisi, elettrodialisi inversa, recupero degli acidi, scissione dei sali, ecc: Lasciare riposare la membrana a condizioni ambientali per 1 ora senza foglio di copertura prima dell'uso. Prima dell'assemblaggio della membrana nel dispositivo o nell'impianto elettrochimico, la membrana deve essere convertita nella forma anionica pertinente all'applicazione prevista. Ad esempio, se l'applicazione richiede il trasferimento degli anioni Cl- attraverso la membrana, questa membrana a scambio anionico deve essere convertita nella forma Cl-. Per convertire la membrana in forma Cl-, è necessario immergerla in una soluzione salina di NaCl o KCl da 0,1 a 0,5 M (disciolta in acqua deionizzata) per un periodo di 12-24 ore e poi risciacquarla con acqua deionizzata per rimuovere il sale in eccesso dalla superficie della membrana. Se l'applicazione prevista richiede il trasferimento di anioni solfato attraverso la membrana, PiperION® AEM deve essere convertito nella forma solfato prima di essere assemblato nella cella. Una soluzione salina neutra da 0,1 a 0,5 M di Na2SO4 o K2SO4 è di solito sufficiente per ottenere la completa conversione della membrana nella forma solfato dopo averla immersa completamente nella soluzione salina per 12-24 ore a temperatura ambiente. Si suggerisce sempre di ripetere il processo di immersione per 2-3 volte al fine di ottenere una conversione prossima al 100% e poi risciacquare con abbondante acqua deionizzata. Se avete dubbi sullo stoccaggio, sulla stabilità chimica, sul pretrattamento o prima di procedere, non esitate a contattarci per ulteriori informazioni. Letteratura scientifica per i vari usi delle membrane e dei prodotti di dispersione Versogen: L'articolo di Wang et al. intitolato "Poly(aryl piperidinium) membranes and ionomers for hydroxide exchange membrane fuel cells" è considerato una fonte eccellente che descrive la chimica dei polimeri e il funzionamento delle celle a combustibile delle membrane PiperION® con idrogeno e reagenti aria privi di CO2 alla temperatura di 95 °C. L'articolo analizza anche gli aspetti di conducibilità ionica, stabilità chimica, robustezza meccanica, separazione dei gas e solubilità selettiva delle AEM a base di poli(piperidinio arilico). L'articolo di Wang et al. intitolato "High-Performance Hydroxide Exchange Membrane Fuel Cells THrough Optimization of Relative Humidity, Backpressure, and Catalyst Selection" è considerato una fonte eccellente che descrive la chimica dei polimeri e il funzionamento delle celle a combustibile delle membrane PiperION® in base a diversi parametri operativi, al fine di eliminare i problemi di allagamento dell'anodo e di prosciugamento del catodo per ottenere una gestione equilibrata dell'acqua. Con un'ulteriore ottimizzazione del catalizzatore, è stata raggiunta una densità di potenza di picco di 1,89 W/cm2 in H2/O2 e di 1,31 W/cm2 in H2/Aria. L'articolo di Luo et al. intitolato "Structure-Transport Relationships of Poly(aryl piperidinium) Anion-Exchange Membranes: Effect of Anions and Hydration" è considerato una fonte eccellente che descrive il trasferimento di diversi anioni attraverso le AEM prodotte con resina di poli(aril piperidinio). La nanostruttura, l'idratazione o l'assorbimento dell'acqua in funzione del contro-anione, la separazione di fase in funzione della morfologia del polimero, la conducibilità anionica in funzione del contenuto di acqua (liquida o di vapore) e del raggio dell'anione sono alcuni degli altri aspetti discussi in questa pubblicazione. L'articolo di Zhao et al. intitolato "An Efficient Direct Ammonia Fuel Cell for Affordable Carbon-Neutral Transportation" è considerato una fonte eccellente che descrive l'economia dell'idrogeno, del metanolo e dell'ammoniaca come combustibili per applicazioni di trasporto, le prestazioni di AEM a base di poli(aril piperidinio) per celle a combustibile dirette ad ammoniaca a 80 °C. L'articolo di Archrai et al. intitolato "A Direct Ammonia Fuel Cell with a KOH-Free Anode Feed Generating 180 mW cm-2 at 120 °C" analizza le prestazioni elettrochimiche di AEM a base di poli(aril piperidinio) per celle a combustibile ad ammoniaca diretta a 120 °C. L'articolo di Endrodi et al. intitolato "High carbonate ion conductance of a robust PiperION membrane allows industrial current density and conversion in a zero-gap carbon dioxide electrolyzer cell" analizza le prestazioni elettrochimiche delle AEM a base di poli(aril piperidinio) per applicazioni di riduzione elettrochimica di CO2 o elettrolizzatore di anidride carbonica. Questo studio ha dimostrato che è possibile raggiungere densità di corrente parziale superiori a 1 A/cm2 mantenendo un'elevata conversione (25-40%), selettività (fino al 90%) e bassa tensione di cella (2,6-3,4 V). Le prestazioni elettrochimiche delle membrane a scambio anionico dipendono generalmente dalla progettazione dell'hardware per i test elettrochimici, dai parametri operativi, dallo spessore della membrana, dal carico e dal tipo di catalizzatore, dallo spessore e dal tipo di strato di diffusione del gas, dal modo in cui la MEA/CCM è stata fabbricata e assemblata, ecc. Fuel Cell Store non fornisce alcuna garanzia per le prestazioni ottenute da altri ricercatori. Per formati più grandi e prezzi all'ingrosso: Le membrane PiperION® sono prodotte anche in formati più grandi di quelli qui elencati. Contattate direttamente Versogen se avete bisogno di una membrana di dimensioni maggiori e di prezzi all'ingrosso. Si prega di notare che i tempi di consegna sono attualmente di 2 - 4 settimane.