양성자 교환 멤브레인 (PEMS) :
* 설 폰화 된 폴리 (아릴렌 에테르 케톤) (Speek) : Speek은 전도도가 높고 열 안정성을 가진 유망한 대안이지만 Nafion보다 화학적 안정성이 낮습니다.
* Polybenzimidazole (PBI) : PBI는 높은 열 및 화학적 안정성을 제공하지만 높은 작동 온도 (일반적으로 100 ° C 이상)가 필요합니다.
* Polyethersulfone (PES) : PES는 전도도가 우수하고 기계적 강도를 가진 또 다른 옵션이지만, 고온 및 산화 조건 하에서 분해에 취약 할 수 있습니다.
* 복합 멤브레인 : 다른 폴리머를 결합하거나 충전제를 포함하면 PEM의 특성이 향상 될 수 있습니다. 예를 들어, 실리카 나노 입자를 사용하면 막의 안정성과 전도도가 증가 할 수 있습니다.
음이온 교환 막 (AEM) :
* 4 차 암모늄 기능화 된 중합체 : 이들 폴리머는 전형적으로 폴리 (비닐 알코올) 또는 폴리 (에틸렌 옥사이드)에 기초하며, 4 차 암모늄 그룹은 중합체 골격에 부착된다. AEM은 PEM에 비해 전류 밀도가 높고 작동 온도가 낮을 가능성을 제공합니다.
* Zwitterionic 멤브레인 : 이들 막에는 긍정적이고 음으로 하전 된 그룹이 모두 포함되어있어 전도도가 높고 분해에 대한 내성이 향상되었다.
기타 옵션 :
* 세라믹 멤브레인 : 이 막은 지르코니아 또는 티타니아와 같은 세라믹 재료로 만들어졌습니다. 그들은 높은 안정성과 부식에 대한 저항성을 제공하지만 부서지기 쉬우 며 비싸 질 수 있습니다.
* 액체 전해질 : 막 대신 황산 또는 수산화 칼륨과 같은 액체 전해질이 전기 분해에 사용될 수 있습니다. 이 접근법은 저렴하고 전도도가 높지만 누출을 방지하려면 강력한 셀 설계가 필요합니다.
올바른 대안 선택 :
Nafion에 대한 최선의 대안은 특정 응용 프로그램에 달려 있습니다. 고려해야 할 요소는 다음을 포함합니다.
* 작동 조건 : 온도, 압력 및 부식성 또는 산화 종의 존재.
* 전해질 유형 : 산성, 알칼리 또는 중성.
* 원하는 전도도 및 안정성 : 막의 이온을 수행하는 능력과 분해에 대한 저항.
* 비용 : 막의 가격과 제조 공정.
전기 분해를위한 막 재료 분야의 연구 및 개발이 진행 중이며, 개선 된 특성을 가진 새로운 대안이 지속적으로 떠오르고 있습니다.
