Trasporto di vapori in membrane ionomeriche perfluorosulfonate

In questo lavoro si è caratterizzato il trasporto di vapore d’acqua e di metanolo in membrane ionomeriche perfluorosolfonate (PFSI) a temperature comprese tra 35 e 120°C e ad attività comprese tra 0 e 0.8. In particolare si sono misurate la solubilità e la diffusività attraverso un impianto di tipo “pressure decay”. Le membrane PFSI, che sono usate come elettroliti in celle a combustibile, sono costituite da una matrice idrofoba funzionalizzata con gruppi solfonici, in prossimità dei quali avviene l’assorbimento e il trasporto delle molecole di penetrante, e sono solitamente caratterizzate tramite il peso equivalente, che esprime la massa di polimero per mole di gruppi solfonici. Lo studio ha riguardato in particolare l’effetto, sulle proprietà di trasporto, della temperatura, del peso equivalente e della “storia” del polimero, cioè degli eventuali assorbimenti precedenti. L’assorbimento pare dipendere in massima parte dalla frazione di gruppi solfonici presenti nella matrice. Grande influenza ha il pretrattamento del polimero, in particolare esso mostra una “memoria” degli assorbimenti precedenti che può essere spiegata con la presenza di molecole d’acqua residua nella membrana anche dopo l’essiccamento del campione. Si nota inoltre la presenza di due distinti meccanismi di assorbimento, uno alle basse e uno alle alte concentrazioni di penetrante.