Membranlar

Bir PEM yakıt hücresinin çalışabilmesi için, hidrojen iyonlarını (protonları) anottan katoda taşıyan ancak hidrojen atomlarından ayrılan elektronların geçmesine izin vermeyen bir Proton Değişim Membranı gereklidir. Protonları membran üzerinden ileten ancak gazlara karşı oldukça geçirimsiz olan bu polimer membranlar, çeşitli elektrokimyasal uygulamalar için katı elektrolit olarak (sıvı elektrolite karşı) hizmet eder ve genellikle Proton Değişim Membranı veya Polimer Elektrolit Membranı (PEM) olarak bilinir. Bu membranlar, yakıt hücrelerinin tüketiciyle ilgili çeşitli uygulamaları için ana bileşenlerden biri olarak kabul edilmektedir, örneğin otomobiller, yedek güç sistemleri, taşınabilir güç kaynakları gibi. Tüketici pazarlarına yönelik uygulamaları nedeniyle, bu teknolojinin uzun süreli kullanım ve yüksek sıcaklık operasyonlarına uygun hale getirilmesi için sürekli gelişim göstermektedir.

PEM yakıt hücresi ve elektrolizör uygulamaları için, bir polimer elektrolit membran, anot elektrotu ile katot elektrotu arasına yerleştirilir. Elektrokimyasal reaksiyon sırasında, anottaki oksidasyon reaksiyonu protonlar ve elektronlar üretir; katotta meydana gelen indirgeme reaksiyonu ise protonları ve elektronları oksidantlarla birleştirerek su üretir. Elektrokimyasal reaksiyonun tamamlanması için, proton değişim membranı kritik bir rol oynar; protonları anottan katoda taşır. Proton değişim membranı ayrıca yakıt hücrelerinde ve elektrolizörlerde anot ve katot reaktantlarını ayıran bir ayırıcı olarak görev yapar.

Başlıca Yakıt Hücresi İyon Değişim Membranları Türleri:

Katyon Değişim Membranı (CEM)
Anyon Değişim Membranı (AEM)
Bipolar Membranlar
Klor-Alkali Üretim Membranları
Katyon ve Anyon Değişim Membranları Arasındaki Fark Nedir?
Katyon Değişim Membranları (CEM), genellikle sülfonik asit bölgelerine sahip florlanmış polimerlerden oluşur ve mükemmel iyonik iletkenlik ile termal/kimyasal dayanıklılık gösterir. Şu anda üretilen Anyon Değişim Membranları (AEM), ana malzeme olarak çeşitli alkaliye dayanıklı polimerik malzemeleri kullanabilir ve OH- veya başka anyonik türleri ileten çeşitli fonksiyonel bölgelere sahiptir. AEM’lerin termal/kimyasal dayanıklılığı, genel olarak CEM’lere kıyasla daha düşüktür.