Membranas de intercambio de protones (PEMS):
* poli (arileno éter cetona) (speek): Speek es una alternativa prometedora con alta conductividad y estabilidad térmica, pero tiene menor estabilidad química que Nafion.
* polibenzimidazol (PBI): PBI ofrece alta estabilidad térmica y química, pero requiere altas temperaturas de funcionamiento (típicamente por encima de 100 ° C).
* polietersulfona (Pes): PES es otra opción con buena conductividad y resistencia mecánica, pero puede ser susceptible a la degradación a altas temperaturas y condiciones oxidantes.
* Membranas compuestas: La combinación de diferentes polímeros o la incorporación de rellenos puede mejorar las propiedades de los PEM. Por ejemplo, el uso de nanopartículas de sílice puede aumentar la estabilidad y conductividad de la membrana.
Membranas de intercambio de aniones (AEM):
* polímeros funcionalizados de amonio cuaternario: Estos polímeros se basan típicamente en poli (alcohol vinílico) o poli (óxido de etileno), con grupos de amonio cuaternario unidos a la columna vertebral del polímero. Los AEM ofrecen el potencial de mayores densidades de corriente y temperaturas de operación más bajas en comparación con los PEM.
* Membranas zwitteriónicas: Estas membranas contienen grupos cargados positiva y negativamente, lo que permite una mayor conductividad y una mejor resistencia a la degradación.
Otras opciones:
* Membranas cerámicas: Estas membranas están hechas de materiales cerámicos como Zirconia o Titania. Ofrecen alta estabilidad y resistencia a la corrosión, pero pueden ser frágiles y caros.
* electrolitos líquidos: En lugar de una membrana, los electrolitos líquidos como el ácido sulfúrico o el hidróxido de potasio se pueden usar para la electrólisis. Este enfoque es más barato y ofrece una mayor conductividad, pero requiere diseños de células robustas para evitar fugas.
Elegir la alternativa correcta:
La mejor alternativa a Nafion depende de la aplicación específica. Los factores a considerar incluyen:
* Condiciones de funcionamiento: Temperatura, presión y la presencia de especies corrosivas u oxidantes.
* Tipo de electrolito: Ácido, alcalino o neutral.
* Conductividad y estabilidad deseadas: La capacidad de la membrana para realizar iones y su resistencia a la degradación.
* Costo: El precio de la membrana y su proceso de fabricación.
La investigación y el desarrollo en el campo de los materiales de membrana para la electrólisis están en curso, y las nuevas alternativas con propiedades mejoradas están constantemente surgiendo.
