Proton Exchange Membranes (PEMS):
* sulfonated poly (aryleneter keton) (Speek): Speek är ett lovande alternativ med hög konduktivitet och termisk stabilitet, men det har lägre kemisk stabilitet än Nafion.
* polybenzimidazol (PBI): PBI erbjuder hög termisk och kemisk stabilitet, men det kräver höga driftstemperaturer (vanligtvis över 100 ° C).
* Polyethersulfone (PES): PES är ett annat alternativ med god konduktivitet och mekanisk styrka, men det kan vara mottagligt för nedbrytning under höga temperaturer och oxidationsförhållanden.
* kompositmembran: Att kombinera olika polymerer eller integrera fyllmedel kan förbättra egenskaperna hos PEM. Till exempel kan användning av kiseldioxid nanopartiklar öka membranets stabilitet och konduktivitet.
Anion Exchange Membranes (AEMS):
* kvartära ammoniumfunktionaliserade polymerer: Dessa polymerer är vanligtvis baserade på poly (vinylalkohol) eller poly (etenoxid), med kvartära ammoniumgrupper fästa vid polymerskelettet. AEMS erbjuder potentialen för högre strömtätheter och lägre driftstemperaturer jämfört med PEMS.
* zwitterioniska membran: Dessa membran innehåller både positivt och negativt laddade grupper, vilket möjliggör högre konduktivitet och bättre motstånd mot nedbrytning.
Andra alternativ:
* keramiska membran: Dessa membran är gjorda av keramiska material som zirkonia eller titan. De erbjuder hög stabilitet och motstånd mot korrosion, men de kan vara spröda och dyra.
* flytande elektrolyter: I stället för ett membran kan flytande elektrolyter som svavelsyra eller kaliumhydroxid användas för elektrolys. Detta tillvägagångssätt är billigare och erbjuder högre konduktivitet, men det kräver robusta cellkonstruktioner för att förhindra läckage.
Att välja rätt alternativ:
Det bästa alternativet till Nafion beror på den specifika applikationen. Faktorer att tänka på inkluderar:
* driftsförhållanden: Temperatur, tryck och närvaro av frätande eller oxiderande arter.
* Elektrolyttyp: Sur, alkalisk eller neutral.
* önskad konduktivitet och stabilitet: Membranets förmåga att utföra joner och dess motstånd mot nedbrytning.
* Kostnad: Priset på membranet och dess tillverkningsprocess.
Forskning och utveckling inom membranmaterial för elektrolys pågår, och nya alternativ med förbättrade egenskaper dyker upp ständigt.
