Membrana de intercambio de protones
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Una membrana de intercambio de protones, o membrana polimérica electrolítica (PEM, por sus siglas en inglés), es una membrana semipermeable fabricada generalmente a partir de ionómeros y diseñada para conducir protones al tiempo que actúa como aislante electrónico y barrera para los reactantes, por ejemplo, para el oxígeno y el gas hidrógeno.[1] Esta es su función esencial cuando se incorpora a un conjunto de electrodos de membrana (MEA) de una pila de combustible de membrana de intercambio de protones o de un electrolizador de membrana de intercambio de protones: separación de reactantes y transporte de protones al tiempo que se bloquea una vía electrónica directa a través de la membrana.
Las PEM pueden fabricarse a partir de membranas poliméricas puras o de membranas compuestas, en las que otros materiales están embebidos en una matriz polimérica. Uno de los materiales PEM más comunes y comercializados es el fluoropolímero (PFSA)[2] Nafion, un producto de DuPont.[3] Aunque el Nafion es un ionómero con una espina dorsal perfluorada como el teflón,[4] hay muchos otros motivos estructurales utilizados para fabricar ionómeros para membranas de intercambio de protones. Muchos utilizan polímeros poliaromáticos, mientras que otros utilizan polímeros parcialmente fluorados.
Las membranas de intercambio de protones se caracterizan principalmente por la conductividad de protones (σ), la permeabilidad al metanol ( P ) y la estabilidad térmica.[5]
Las pilas de combustible PEM utilizan una membrana de polímero sólido (una fina película de plástico) que es permeable a los protones cuando está saturada de agua, pero no conduce electrones.