? Una membrana de intercambio de protones es una lámina muy fina de polímero especializado que actúa como una membrana selectivamente permeable para el movimiento de protones en una sola dirección . Con el fin de lograr este tipo de permisibilidad selectiva , la membrana se construye a partir de un tipo de polímero conocido como ionómeros . En condiciones aceptables , esta membrana de intercambio de protones o membrana de electrolito de polímero ( PEM ) sólo se permita el paso de los protones , mientras que bloquea completamente el acceso a otros iones y moléculas gaseosas como hidrógeno u oxígeno . Medidores de iones y su papel en PEM

La naturaleza de esta membrana semipermeable es el resultado de la combinación de unidades. La mayoría consisten en unidades recurrentes eléctricamente neutros , mientras que el resto son unidades cargadas. Como resultado , estos polímeros o ionómeros específicos muestran un cambio en la viscosidad con un aumento de la temperatura . Los ionómeros utilizados para PEM o bien pueden ser fabricados mediante la fusión de materiales especiales en una matriz polimérica o mediante la adopción de polímeros puros . Un ionómero perfluorado utilizado ampliamente para la producción de PEM es Nafion . Los derechos a la formulación de Nafion son los únicos .
Papel de DuPont de PEM en Celdas de Combustible Tecnología

Proton forma una membrana de intercambio en una parte integral de la tecnología de pila de combustible de hoy y , si éxito, puede alimentar nuestros hogares en los días por venir. Su acción fundamental en la producción de electrones dentro de la célula es para mantener la forma y la selectividad con el fin de evitar el movimiento transversal de los gases . De hecho , la tecnología se denomina célula de combustible de membrana de intercambio de protones ( PEMFC ) después de la membrana semipermeable . La construcción básica puede ser distribuida en cuatro secciones principales .

Cuatro componentes de PEMFC

El electrodo negativo o ánodo en la célula controla el movimiento de los electrones de una vez que estén separados forman las moléculas de hidrógeno . El electrodo positivo o cátodo tiene una superficie grabada con el fin de permitir un mayor acceso de oxígeno al catalizador . El catalizador es un material especial como el platino que no toma parte en el proceso de reacción, pero indirectamente regula el proceso . Por último, el PEM actúa como un electrolito , además de ser un medio selectivo durante la reacción.
Los procesos de oxidación y reducción

gas hidrógeno entra a través del ánodo , y su estado presurizado empuja en el catalizador , que a su vez ayuda a ionizar el átomo de hidrógeno mediante la liberación de electrones de ella . Estos electrones corren el motor eléctrico. Tras la finalización de la tarea , que se devuelven al cátodo . En el otro extremo , el gas de oxígeno se hace pasar sobre el catalizador a través del cátodo . La ionización del oxígeno atrae al hidrógeno ya ionizado positivamente a viajar a través del PEM a la otra parte para combinar con los iones de oxígeno y forma agua.

Parámetros de la célula de combustible y la estabilidad

una típica reacción electrolítica genera un pequeño potencial de aproximadamente 0,7 voltios. Con el fin de aumentar el potencial eléctrico a un valor práctico , las células de combustible se combinan juntos para formar una pila . La conexión entre dos pilas de combustible se establece a través de placas de conducción o placas bipolares . Típicamente, estas placas pasan por una gran cantidad de reacciones de oxidación y reducción en cada lado . Por lo tanto , las placas están hechas de grafito y otros materiales compuestos para mantener la estabilidad en el tiempo.