Permeazione di gas e vapore d'acqua in membrane ionomeriche perfluorosolfonate per celle a combustibile

In questo lavoro sono state determinate le proprietà di trasporto di gas secchi e vapore d’acqua in una membrana ionomerica perfluorosolfonata (PFSI), di nome commerciale Hyflon® Ion H. La principale applicazione industriale di tale polimero è come elettolita nelle celle a combustibile che, come noto, utilizzano ossigeno, azoto ed idrogeno (in questo lavoro sostituito, per motivi di sicurezza, con elio) in condizioni di umidità controllata. In questo lavoro sono stati ricavati i valori di permeabilità e diffusività, per gas puri, a varie temperature (35, 50 e 65° C), che hanno mostrato un andamento tipo Arrhenius ed i valori di permeabilità al vapore di acqua a 65° C. Quest’ultimo caso è stato modellato, con successo, risolvendo numericamente il problema di trasporto considerando una reazione chimica di immobilizzazione delle molecole di acqua nei siti idrofili e un coefficiente di diffusione per l’acqua dipendente dalla concentrazione.