Membrane esenti da Fluoro ad alte prestazioni per applicazione in celle a combustibile alimentate a metanolo diretto

La tecnologia delle cella a combustibile alimentate con metanolo diretto trova applicazione in sistemi finalizzati a mercati differenti quali applicazioni portatili e sistemi elettronici come computer portatili e cellulari.

I principali vantaggi di una cella a combustibile rispetto ad una batteria convenzionale sono rappresentati dalle potenziali maggiori densità di potenza ed energia immagazzinata e soprattutto dalla possibilità di un'autonomia illimitata , assicurata dalla continuità di alimentazione del combustibile che viene immagazzinato separatamente al sistema elettrochimico.

Finora sono state sviluppate diverse versioni di polimeri florurati, buoni conduttori protonici, per applicazione quali elettroliti solidi in celle a combuistibile.

Tuttavia, rimangono ancora irrisolte alcune limitazioni per una loro vasta applicazione nel campo delle celle dovute al costo elevato (produzione) e alla elevata permeabilità al combustibile (metanolo).

Presso i Pirelli Labs è stata ideata e realizzata una nuova famiglia di membrane per applicazione in DMFC basata su un processo chimico esente da fluoro, poco costoso e sufficientemente flessibile a "modellare" le caratteristiche chimiche del materiale rispetto alle specifiche funzionali richieste.

L'interpenetrazione di due polimeri, di cui uno solo contenente gruppi polari, permette di creare zone idrofobiche ed altre idrofiliche distribuite all'interno del film. Le zone drofiliche rappresentano eccellenti canali per il trasporto protonico mentre quelle idrofobiche contribuiscono a limitare la permeabilità al combustibile (metanolo). Uno schema di questo modello è rappresentato in
figura 1.

Le principali proprietà di queste membrane, come conducibilità protonica, permeabilità di metanolo sono riassunti in tabella 1.

Flusso di Metanolo (µmol/cm² min)	Conducibilità (mS/cm)
<10	>90

Le prestazioni di queste membrane aprono la poossibilità di applicazione di DMFC in diverse applicazioni.

Il lavoro in corso è attualmente focalizzato all'ottimizzazione delle membrane per applicazione con metanolo concentrato e allo sviluppo di nuove sistemi MEA (assemblati elettrodi membrana) adatti per questa applicazione.