Membrana d'intercanvi de protons

Una membrana d'intercanvi de protons, o membrana polímer-electròlit (PEM), és una membrana semipermeable generalment feta d'ionòmers i dissenyada per conduir protons alhora que actua com a aïllant electrònic i barrera de reactius, per exemple a l'oxigen i al gas hidrogen. Aquesta és la seva funció essencial quan s'incorporen a un conjunt d'elèctrodes de membrana (MEA) d'una pila de combustible de membrana d'intercanvi de protons o d'un electròlitzador de membrana d'intercanvi de protons: separació de reactius i transport de protons mentre bloqueja una via electrònica directa a través de la membrana.

Els PEM es poden fer a partir de membranes de polímer pur o de membranes compostes, on altres materials estan incrustats en una matriu de polímer. Un dels materials PEM més comuns i disponibles comercialment és el fluoropolímer (PFSA) ^[1] Nafion, un producte de DuPont. Mentre que Nafion és un ionòmer amb una columna vertebral perfluorada com el tefló, ^[2] hi ha molts altres motius estructurals utilitzats per fer ionòmers per a membranes d'intercanvi de protons. Molts utilitzen polímers poliaromàtics, mentre que altres utilitzen polímers parcialment fluorats.

Les membranes d'intercanvi de protons es caracteritzen principalment per la conductivitat dels protons (σ), la permeabilitat al metanol (P) i l'estabilitat tèrmica.^[3]

Les piles de combustible PEM utilitzen una membrana de polímer sòlid (una fina pel·lícula de plàstic) que és permeable als protons quan està saturada d'aigua, però no condueix electrons.