membrane perfluorosolfoniche
membrane perfluorosolfoniche
Materiali polimerici costituiti da una catena principale simile a quella del teflon (unità ripetitiva –CF2–), dalla quale si dipartono ramificazioni di tipo –(OCF2)n–, terminanti con il gruppo solfonico SO3H. La membrana perfluorosolfonica più comune è nota con il nome commerciale di Nafion. La proprietà che rende queste membrane interessanti dal punto di vista tecnologico è l’elevata conducibilità cationica, cioè la capacità di permettere il passaggio di cationi (per es., H+, Na+) da una faccia all’altra. A questa caratteristica si aggiungono l’elevata inerzia chimica e la notevole stabilità termica e meccanica. Le due principali applicazioni nelle quali le membrane perfluorosolfoniche si sono imposte si hanno nelle celle a combustibile a membrana elettrolitica polimerica (PEMFC, Polymer electrolyte membrane fuel cell), dove la membrana funge da elettrolita a conduzione protonica, e negli impianti cloro-soda (produzione simultanea di cloro e idrossido di sodio mediante elettrolisi del cloruro di sodio) basati su celle a membrana, nei quali la membrana separa la camera anodica da quella catodica, consentendo il passaggio di ioni sodio Na+ e impedendo la diffusione degli ioni Cl− e OH−. Le PEMFC, sviluppate all’inizio degli anni Sessanta del XX sec. per applicazioni in campo aerospaziale, sono oggi di grande interesse nel settore dei veicoli elettrici. Il processo cloro-soda che fa uso di queste membrane copre una fetta ampia e crescente della produzione mondiale di cloro e idrossido di sodio, essendo preferito, per motivi economici e ambientali, alla tecnologia tradizionale (in declino) basata su celle a mercurio e a quella che fa uso di celle a diaframma.