p Uma equipe de pesquisadores afiliados a uma série de instituições na China desenvolveu uma nova classe de membranas de troca de prótons (PEMs) montadas a partir de nanofolhas de trichalcogeneto de fósforo de metal de transição. Em seu artigo publicado na revista Ciência , o grupo descreve o uso de lacunas de metal para melhorar a condutividade nos PEMs. Fengmei Wang e Jun He com o Centro Nacional de Nanociência e Tecnologia, Pequim publicou um artigo Perspectiva na mesma edição do jornal, descrevendo a história da pesquisa da membrana de troca de prótons e o trabalho realizado pela equipe neste novo esforço. p PEMs são membranas semipermeáveis ​​que são mais frequentemente feitas com ionômeros. Eles são produzidos como um meio para conduzir prótons enquanto agem como um isolante eletrônico e uma barreira de reagente. As aplicações típicas incluem células de combustível, filtros e sensores químicos. Uma de suas desvantagens é que eles perdem sua condutividade em altas temperaturas e baixa umidade. Neste novo esforço, os pesquisadores desenvolveram uma nova classe de PEMs que supera essas limitações até certo ponto.

p Atualmente, a maioria dos PEMs funcionais são feitos de polímeros ou de materiais que foram incorporados em uma matriz de polímero. O padrão atual é o Nafion PEM. É feito com um fluoropolimercopolímero à base de tetrafluoroetileno sulfonado. Como outros PEMs, ele faz seu trabalho por meio de canais que foram otimizados para a transferência de prótons, e como outros PEMs, poros devem ser introduzidos para realizar a hidratação. Os pesquisadores com este novo esforço melhoraram este projeto, começando com CdPS ₃ , um material inorgânico em camadas. Eles então removeram pequenas quantidades de cádmio para criar vagas que resultaram no aumento da condutividade dos prótons. Os testes do novo design mostraram que ele tinha condutividade de prótons de aproximadamente 0,95 S / cm quando em um ambiente de 90 ° C e 98% UR. Os pesquisadores observam que o processo também funciona para membranas à base de manganês - eles testaram essa abordagem secundária e descobriram que ela transportava íons de lítio com sucesso.

p Os pesquisadores observam que sua abordagem permite a criação de PEMs que não são apenas mais eficientes do que os atualmente em uso, mas também permitem a criação de produtos baseados em PEM que podem ser usados ​​em aplicações de alta temperatura (até 90 graus Celsius) e baixa umidade (até 53% UR). p © 2020 Science X Network