LA1.1.4 – Sviluppo di processi di preparazione di membrane a scambio ionico e relativi ionomeri a basso costo

Attività

Gli elettrolizzatori a membrana alcalina (AEM) rappresentano una tecnologia innovativa per la produzione di idrogeno “verde”, che in futuro potrà offrire vantaggi importanti rispetto ai sistemi tradizionali, come costi ridotti, compattezza e produzione diretta di idrogeno ad alta pressione. Per funzionare in queste condizioni, servono membrane speciali, resistenti nel tempo sia dal punto di vista meccanico che chimico. L’attività LA1.1.4 si concentra proprio sullo sviluppo di queste membrane, fondamentali per ottenere prestazioni elevate e idrogeno puro in modo efficiente e sostenibile. La ricerca prevede la preparazione in laboratorio di nuove membrane polimeriche funzionalizzate con gruppi chimici che garantiscano la conduzione degli ioni, mantenendo resistenza e stabilità. Il lavoro sarà svolto anche in collaborazione con l’Università di Pisa, che vanta esperienza consolidata nel settore.

Risultati

Sono stati sviluppati nuovi materiali polimerici a base di polichetone, modificati con diversi tipi di ammine (imidazolo, piperidina, pirrolidina) e successivamente trattati con composti iodurati per migliorare la conduzione ionica. Variando la lunghezza delle catene alifatiche, si è ottenuta la solubilità desiderata nei solventi organici ma non in acqua. Le membrane anioniche sono state realizzate a partire da questi materiali e attivate con soluzioni specifiche. I test hanno mostrato che, dopo l’attivazione, le membrane non hanno mantenuto una struttura stabile, compromettendone le proprietà funzionali. Sarà quindi necessario perfezionare il processo di attivazione per migliorare la robustezza e la durabilità delle membrane, con l’obiettivo di renderle adatte all’uso in elettrolizzatori avanzati per la produzione efficiente e sostenibile di idrogeno

Figura 2 Funzionalizzazione di polichetoni con gruppi stabili chimicamente e capaci di generare alogenuri primari, unità anionicamente conduttrici, conseguente attivazione delle membrane e loro caratterizzazione (SEM, TGA)