Membranes d'échange de protons (PEMS):
* Poly sulfonated (arylène éther cétone) (speek): Le speek est une alternative prometteuse avec une conductivité élevée et une stabilité thermique, mais elle a une stabilité chimique plus faible que Nafion.
* Polybenzimidazole (PBI): Le PBI offre une stabilité thermique et chimique élevée, mais elle nécessite des températures de fonctionnement élevées (généralement supérieures à 100 ° C).
* polyethersulfone (pes): Le PES est une autre option avec une bonne conductivité et une résistance mécanique, mais elle peut être susceptible de dégradation à des températures élevées et des conditions d'oxydation.
* membranes composites: La combinaison de différents polymères ou l'incorporation de charges peut améliorer les propriétés des PEM. Par exemple, l'utilisation de nanoparticules de silice peut augmenter la stabilité et la conductivité de la membrane.
membranes d'échange d'anions (AEM):
* Polymères fonctionnalisés à l'ammonium quaternaire: Ces polymères sont généralement basés sur du poly (alcool vinyle) ou du poly (oxyde d'éthylène), avec des groupes d'ammonium quaternaire attachés à la squelette polymère. Les AEM offrent le potentiel de densités de courant plus élevées et des températures de fonctionnement plus faibles par rapport aux PEM.
* membranes zwitterioniques: Ces membranes contiennent à la fois des groupes chargés positivement et négativement, permettant une conductivité plus élevée et une meilleure résistance à la dégradation.
Autres options:
* membranes en céramique: Ces membranes sont faites de matériaux en céramique comme la zircone ou le titania. Ils offrent une stabilité élevée et une résistance à la corrosion, mais ils peuvent être cassants et coûteux.
* électrolytes liquides: Au lieu d'une membrane, des électrolytes liquides comme l'acide sulfurique ou l'hydroxyde de potassium peuvent être utilisés pour l'électrolyse. Cette approche est moins chère et offre une conductivité plus élevée, mais elle nécessite des conceptions de cellules robustes pour éviter les fuites.
Choisir la bonne alternative:
La meilleure alternative à Nafion dépend de l'application spécifique. Les facteurs à considérer comprennent:
* Conditions de fonctionnement: Température, pression et présence d'espèces corrosives ou oxydantes.
* Type d'électrolyte: Acide, alcalin ou neutre.
* Conductivité et stabilité souhaitées: La capacité de la membrane à mener des ions et sa résistance à la dégradation.
* Coût: Le prix de la membrane et son processus de fabrication.
La recherche et le développement dans le domaine des matériaux membranaires pour l'électrolyse sont en cours, et de nouvelles alternatives avec des propriétés améliorées sont constamment émergentes.
