ES2341733T3 - Membrana polimerica compuesta, de conduccion ionica/electronica, sus procedimientos de fabricacion y nucleo de pila plana de combustible que la comprende. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento de fabricación de una membrana polimérica compuesta (10'') de conducción iónica/electrónica, que comprende al menos dos porciones poliméricas (11'') de conducción iónica, estancas a los gases, conectadas entre sí directamente por una porción porciones poliméricas (12'') de conducción electrónica estanca a los gases, procedimiento que comprende: a) la deposición de un material conductor electrónico en los poros de una matriz porosa (10) constituida por un polímero y que comprende al menos dos porciones (11) destinadas a rellenarse de un conductor iónico, conectadas entre sí directamente por una porción (12) destinada a rellenarse de un material conductor electrónico, estando limitada esa deposición a la porción de matriz porosa destinada a rellenarse del material conductor electrónico; b) la aplicación, en la porción de matriz porosa rellena del material conductor electrónico, de un tratamiento para obtener el reblandecimiento del polímero que forma esta porción de matriz y el taponamiento de los poros de dicha porción de matriz mediante deformación del polímero así reblandecido; y c) el relleno mediante un material conductor iónico de las porciones de matriz porosa destinadas a rellenarse del material conductor iónico.
Description
Membrana polimérica compuesta, de conducción
iónica/electrónica, sus procedimientos de fabricación y núcleo de
pila plana de combustible que la comprende.
La invención se refiere a procedimientos que
permiten fabricar una membrana polimérica compuesta, de conducción
iónica (protónica o aniónica)/electrónica.
La membrana polimérica compuesta encuentra
aplicación concretamente en la realización de núcleos de pilas
planas de combustible, y en particular núcleos de pilas que
presentan una arquitectura del tipo de la descrita en la solicitud
internacional PCT publicada con el número WO 02/054522 [1], que son
útiles para la generación de potencias eléctricas que van de
algunos cientos de milivatios a algunos cientos de kilovatios para
aplicaciones estacionarias, aplicaciones de transportes y
aplicaciones portátiles y transportables.
Por consiguiente, también se describe un núcleo
de pila plana de combustible que comprende una membrana de este
tipo.
Actualmente, la mayor parte de las pilas de
combustible se construyen basándose en una estructura tipo
"sándwich" compuesta por dos electrodos, un ánodo y un cátodo,
y por un electrolito que está intercalado entre esos dos
electrodos.
Los electrodos están constituidos generalmente
por una capa de difusión sobre la que se deposita una capa activa
(catalítica). En cuanto al electrolito, puede ser líquido como en
las pilas alcalinas de combustible que se denominan clásicamente
pilas AFC (de "Alkalin Fuel Cell" - "célula alcalina de
combustible") o sólido, como en las pilas de combustible con
membrana conductora de protones que se denominan clásicamente pilas
PEMFC (de "Proton Exchange Membran Fuel Cell" - "célula de
combustible con membrana de intercambio de protones").
Un reactivo diferente llega a la cara exterior
de cada uno de los dos electrodos, a saber, un carburante,
normalmente hidrógeno, y un comburente, normalmente oxígeno.
Los electrodos son por tanto el sitio de una
reacción electroquímica (una oxidación del hidrógeno que tiene
lugar en el ánodo y una reducción del oxígeno para dar agua que
tiene lugar en el cátodo) de manera que es posible extraer una
tensión eléctrica del orden de 1 voltio, con corriente nula, en los
bornes de los dos electrodos.
La baja tensión producida por esas pilas de
combustible constituye su principal inconveniente con respecto a
las baterías clásicas cuya tensión elemental puede aumentar hasta 4
voltios.
Para solucionar ese problema, es habitual
constituir pilas de combustible apilando un gran número de células
o pilas elementales, que comprenden, cada una, una estructura de
tipo sándwich ánodo/electrolito/cátodo, según una tecnología
denominada clásicamente "filtro-prensa".
No obstante, esta tecnología presenta problemas
relacionados con una mala distribución de los gases en las
diferentes células y una pérdida de estanqueidad en el apilamiento,
problemas que son tanto más importantes cuanto mayor es el número
de células apiladas.
Esto es lo que llevó a Ledjeff et al. a
proponer, en la patente estadounidense n.º 5.863.672 [2], una nueva
arquitectura de pila de combustible en la que la pila está
constituida por una o varias fases que comprenden cada una varias
pilas elementales dispuestas unas al lado de otras, mediante
asociación de varios pares de electrodos a ambos lados de una
membrana constituida por un electrolito polimérico sólido, lo que
permite aumentar así artificialmente la tensión elemental de la
pila.
Esta arquitectura, que se denomina "plana"
dado que una fase está constituida por varias pilas elementales
situadas en el mismo plano, se realiza mediante un apilamiento de
materiales desplazados unos con respecto a otros y necesita el uso
de placas distribuidoras de gases electrónicamente aislantes.
Teniendo en cuenta concretamente la complejidad
de realización de esta pila, se ha propuesto, en la referencia [1],
un procedimiento de fabricación de una pila de combustible que
retoma el principio de una arquitectura plana tal como se propone
por Ledjeff et al., pero que simplifica notablemente la
realización.
Con referencia a la figura 1 adjunta, que
representa una vista en corte transversal de una fase 1 de la pila
de combustible obtenida en la referencia [1], esta fase
comprende:
- una membrana compuesta que comprende porciones
2 de conducción iónica y porciones 3 de conducción electrónica,
estando situada cada porción de conducción electrónica entre dos
porciones de conducción iónica al tiempo que está separada de ellas
por un par de paredes aislantes 4;
- una sucesión de ánodos 5 en una cara de la
membrana, recubriendo cada ánodo a la vez una porción de membrana
de conducción iónica y una porción de membrana de conducción
electrónica;
- una sucesión de cátodos 6 en la cara de la
matriz opuesta a aquella en la que se encuentran los ánodos,
estando desplazados estos cátodos con respecto a los ánodos de
manera que los ánodos y cátodos situados enfrentados recubren la
misma porción de membrana de conducción iónica pero no recubren la
misma porción de membrana de conducción electrónica;
- un colector electrónico 7 en cada uno de los
extremos del ensamblaje; y
- una junta periférica 8 situada en todo el
contorno de la membrana.
Según este documento, la membrana compuesta se
realiza depositando, sobre y dentro de una matriz porosa, un
material de junta para formar la serie de paredes aislantes 4,
delimitando estas paredes, por una parte, primeras porciones de
matriz que están destinadas a rellenarse de un material conductor
iónico y, por otra parte, segundas porciones de matriz destinadas a
rellenarse de un material conductor electrónico. Después, se
deposita un material conductor iónico sobre dichas primeras
porciones y un material conductor electrónico sobre dichas segundas
porciones.
Considerando que debería ser posible aumentar
aún más los rendimientos electroquímicos de esta pila, mejorando,
por una parte, la estanqueidad entre las porciones de membrana de
conducción iónica y las porciones de membrana de conducción
electrónica y, por otra parte, los valores de conductividad
electrónica obtenidos en las "trayectorias de corriente", las
cuales, cuando son insuficientes, pueden ser responsables de grandes
caídas óhmicas que conllevan pérdidas de rendimiento y un
calentamiento de esas trayectorias. Los inventores se han fijado
como objetivo proporcionar una membrana compuesta de conducción
iónica/electrónica apropiada para utilizarse en una pila plana de
combustible tal como se describe en la referencia [1], y para
conferir a esta pila rendimientos electroquímicos superiores a los
obtenidos con la membrana compuesta propuesta en esta
referencia.
Los inventores se han fijado como objetivo,
además, que esta membrana compuesta pueda fabricarse mediante
procedimientos que sean sencillos de poner en práctica y con un
coste compatible con la fabricación de pilas de combustible a una
escala industrial.
Estos objetivos, y otros más, se obtienen
mediante una membrana polimérica compuesta, de conducción
iónica/electrónica, que comprende al menos dos porciones
poliméricas de conducción iónica estancas a los gases, conectadas
entre sí directamente por una porción polimérica de conducción
electrónica estanca a los gases.
En el marco de la presente invención, se
considera que una porción polimérica es estanca a los gases cuando
presenta un coeficiente de permeación gaseosa inferior a 10^{-10}
cm^{2}/s/Pa y, ventajosamente, inferior a 10^{-12}
cm^{2}/s/Pa.
Las porciones poliméricas de conducción iónica
de la membrana pueden estar constituidas:
* o bien por un polímero conductor iónico
intrínseco;
* o bien por un polímero desprovisto de
cualquier propiedad intrínseca de conducción iónica y que se ha
vuelto conductor iónico mediante incorporación de un material
conductor iónico;
* o bien incluso por un polímero conductor
iónico intrínseco y cuyas propiedades de conducción iónica se han
reforzado mediante incorporación de un material conductor
iónico;
pudiendo la conducción iónica de dicho polímero
o de dicho material ser tanto de naturaleza protónica como
aniónica.
Cuando el polímero que constituye las porciones
poliméricas de conducción iónica de la membrana es un polímero
conductor protónico intrínseco, entonces ese polímero puede elegirse
concretamente entre polímeros perfluorados con grupos de ácido
sulfónico, tales como los comercializados con las marcas registradas
Nafion® (Du Pont de Nemours), Aciplex-S® (Asahi
Chemical) o Flemion® (Dow Chemicals), y polímeros sulfonados
descritos en la bibliografía como poliimidas sulfonadas,
polieteretercetonas sulfonadas, polisulfonas sulfonadas y sus
derivados, polifosfacenos sulfonados y polibencimidazoles.
Cuando el polímero que constituye las porciones
poliméricas de conducción iónica de la membrana es un polímero
conductor aniónico intrínseco, entonces ese polímero puede elegirse
concretamente entre polímeros portadores de grupos catiónicos tales
como los derivados cuaternizados de policlorometilestirenos,
polianilinas y poliimidas, y poliarilsulfonios.
Cuando el polímero que constituye las porciones
poliméricas de conducción iónica de la membrana es un polímero
desprovisto de cualquier propiedad intrínseca de conducción iónica
que se ha vuelto conductor iónico mediante incorporación de un
material conductor iónico, entonces ese polímero puede elegirse
concretamente entre polietilenos, polipropilenos, poliésteres
termoplásticos tales como poli(tereftalatos de etileno),
polímeros fluorados, en particular politetrafluoroetilenos y
copolímeros a base de tetrafluoroetileno tales como
poli(etileno/tetrafluoroetileno), poliamidas,
polieteretercetonas y elastómeros termoplásticos tales como
poliuretanos y los terpolímeros de etileno/propileno/dieno.
Se prefiere particularmente un
politetrafluoroetileno o un copolímero a base de
tetrafluoroetileno.
En cuanto al material conductor iónico
susceptible de incorporarse en esos polímeros, puede ser
concretamente uno de los polímeros conductores iónicos intrínsecos
mencionados anteriormente, o un material no polimérico de
conducción iónica tal como un heteropoliácido, un líquido iónico o
una sal fundida, por ejemplo, sales de diimidazolio de alquilo o de
imidazolio de arilo.
La porción polimérica de conducción electrónica
de la membrana puede estar constituida:
* o bien por un polímero conductor electrónico
intrínseco;
* o bien por un polímero desprovisto de
cualquier propiedad intrínseca de conducción electrónica y que se
ha vuelto conductor electrónico mediante incorporación de un
material conductor electrónico;
* o bien incluso por un polímero conductor
electrónico intrínseco y cuyas propiedades de conducción electrónica
se han reforzado mediante incorporación de un material conductor
electrónico.
\vskip1.000000\baselineskip
Ventajosamente, la porción de conducción
electrónica de la membrana está constituida por un polímero que
encierra inclusiones de un material conductor electrónico, pudiendo
este polímero ser idéntico a, o diferente de, el que constituye las
porciones poliméricas de conducción iónica de la membrana.
Por tanto, este polímero puede elegirse
concretamente entre los polímeros conductores iónicos intrínsecos
mencionados anteriormente.
Como variante, también puede ser un polietileno,
un polipropileno, un poliéster termoplástico, un polímero fluorado,
una poliamida, una polieteretercetona o un elastómero termoplástico,
un politetrafluoroetileno o un copolímero a base de
tetrafluoroetileno que, en este caso, se prefiere en particular.
El material conductor electrónico presente en
ese polímero, en forma de inclusiones, puede ser cualquier material,
lo más inoxidable posible, que se sabe que presenta propiedades de
conducción electrónica tal como carbono, grafito, metales nobles
tales como platino, oro y plata, y sus aleaciones con elementos de
transición (por ejemplo, Cr, Mn, Ni, Co y Fe).
Ventajosamente, las porciones poliméricas de
conducción iónica y la porción polimérica de conducción electrónica
de la membrana están constituidas por el mismo polímero.
En este caso, se prefieren particularmente dos
modos de realización de esta membrana, a saber:
* un primer modo de realización en el que el
polímero es un polímero desprovisto de cualquier propiedad
intrínseca de conducción iónica, en cuyo caso ese polímero encierra
un material conductor iónico en las porciones poliméricas de
conducción iónica e inclusiones de un material conductor electrónico
en la porción polimérica de conducción electrónica; y
* un segundo modo de realización en el que el
polímero es un polímero conductor iónico intrínseco, en cuyo caso
ese polímero encierra inclusiones de un material conductor
electrónico en la porción polimérica de conducción electrónica de
la membrana.
\vskip1.000000\baselineskip
En todos los casos, las porciones poliméricas de
conducción iónica de la membrana son, preferiblemente, de
conducción protónica.
La membrana se presenta preferiblemente en forma
de una película delgada, es decir de una película que mide de 20 a
300 micrómetros de espesor y, todavía mejor, de 20 a 60 micrómetros
de espesor.
No obstante, pueden considerarse otras formas,
que van de la célula prismática al cilindro helicoidal pasando por
un tubo.
Por otro lado, aunque la membrana pueda estar
constituida solamente por dos porciones poliméricas de conducción
iónica conectadas entre sí directamente por una porción polimérica
de conducción electrónica, se prefiere, no obstante, que comprenda
un número más elevado de porciones poliméricas de conducción iónica
y, por consiguiente, un número más elevado de porciones poliméricas
de conducción electrónica.
\newpage
Además, la membrana comprende, preferiblemente,
n porciones poliméricas de conducción iónica estancas a los gases y
n-1 porción(es) polimérica(s) de
conducción electrónica estanca(s) a los gases, siendo n un
número entero que va de 2 a 100 y, preferiblemente, de 4 a 50, y
estando intercalada cada porción polimérica de conducción
electrónica entre dos porciones poliméricas de conducción
iónica.
La invención tiene por objeto procedimientos que
permiten fabricar una membrana polimérica compuesta tal como se
definió anteriormente.
Según un primer procedimiento, la fabricación de
la membrana polimérica compuesta comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa constituida por un
polímero y que comprende al menos dos porciones destinadas a
rellenarse de un conductor iónico, conectadas entre sí directamente
por una porción destinada a rellenarse de un material conductor
electrónico, estando limitada esa deposición a la porción de matriz
porosa destinada a rellenarse del material conductor
electrónico;
b) la aplicación, a la porción de matriz porosa
rellena del material conductor electrónico, de un tratamiento para
obtener el reblandecimiento del polímero que constituye esta porción
de matriz y el taponamiento de los poros de dicha porción de matriz
mediante deformación del polímero así reblandecido;
c) el relleno mediante un material conductor
iónico de las porciones de matriz porosa destinadas a rellenarse
del material conductor iónico.
Según un segundo procedimiento, la fabricación
de la membrana polimérica compuesta comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa constituida por un
polímero y que comprende al menos dos porciones destinadas a
rellenarse de un material conductor iónico, conectadas entre sí
directamente por una porción destinada a rellenarse de un material
conductor electrónico, estando limitada esa deposición a la porción
de matriz porosa destinada a rellenarse del material conductor
electrónico;
b) el relleno mediante un material conductor
iónico de las porciones de matriz porosa destinadas a rellenarse
del material conductor iónico; y
c) la aplicación, a la porción de matriz porosa
rellena del material conductor electrónico, de un tratamiento para
obtener el reblandecimiento del polímero que constituye esta porción
de matriz y el taponamiento de los poros de esta porción de matriz
mediante deformación del polímero así reblandecido.
Según un tercer procedimiento, la fabricación de
la membrana polimérica compuesta comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa constituida por un
polímero;
b) el corte de la matriz porosa rellena de
material conductor electrónico en una pluralidad de segmentos;
c) la formación de una membrana polimérica
compuesta mediante intercalación de uno de los segmentos obtenidos
en la etapa b) entre al menos dos segmentos poliméricos de
conducción iónica estancos a los gases y solidarización de esos
segmentos entre sí; y
d) la aplicación, al segmento de matriz porosa
relleno del material conductor electrónico presente en la membrana
polimérica compuesta obtenida en la etapa c), de un tratamiento para
obtener el reblandecimiento del polímero que constituye ese
segmento de matriz y el taponamiento de los poros de dicho segmento
de matriz mediante deformación del polímero así reblandecido.
Según un cuarto procedimiento, la fabricación de
la membrana polimérica compuesta comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa constituida por un
polímero;
b) la aplicación a la matriz porosa de un
tratamiento para obtener el reblandecimiento del polímero que
constituye esta matriz y el taponamiento de los poros de dicha
matriz mediante deformación del polímero así reblandecido;
c) el corte de la matriz obtenida en la etapa b)
en una pluralidad de segmentos;
d) la formación de la membrana polimérica
compuesta mediante intercalación de uno de los segmentos obtenidos
en la etapa c) entre al menos dos segmentos poliméricos de
conducción iónica estancos a los gases y solidarización de esos
segmentos entre sí.
Según la invención, en los cuatro procedimientos
que acaban de describirse, y muy especialmente en los dos últimos,
se usa, preferiblemente, una matriz porosa constituida por un
polímero desprovisto de cualquier propiedad intrínseca de
conducción iónica, por ejemplo un politetrafluoroetileno del tipo
Teflon® (Du Pont de Nemours).
Según un quinto procedimiento adicional, la
fabricación de la membrana polimérica compuesta comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa constituida por un
polímero conductor iónico intrínseco, y que comprende al menos dos
porciones destinadas a seguir teniendo conducción iónica,
conectadas entre sí directamente por una porción destinada a
rellenarse de un material conductor electrónico, estando limitada
esa deposición a la porción de matriz porosa destinada a rellenarse
del material conductor electrónico; y
b) la aplicación a la matriz porosa de un
tratamiento para obtener el reblandecimiento del polímero que
constituye esta matriz y el taponamiento de los poros de dicha
matriz mediante deformación del polímero así reblandecido.
Se prefiere particularmente este último
procedimiento teniendo en cuenta su sencillez.
Se observará que todos los procedimientos que
acaban de describirse tienen en común que comprenden:
- una operación que consiste en conferir a una
matriz porosa o a una porción de esta matriz propiedades de
conducción electrónica y ello mediante deposición de un material
conductor electrónico en los poros de dicha matriz o de dicha
porción de matriz; y
- una operación que consiste en volver estanca a
los gases la matriz porosa o la porción de matriz porosa así
rellena de material conductor electrónico y ello mediante aplicación
de un tratamiento que permite reblandecer el polímero que
constituye esta matriz o esta porción de matriz y obtener el
taponamiento de los poros de dicha matriz o porción de matriz por
el polímero así reblandecido.
Según la invención, la deposición del material
conductor electrónico, que puede ser uno cualquiera de los
materiales conductores electrónicos anteriormente mencionados, se
realiza, preferiblemente, mediante una de las técnicas de
deposición a vacío empleadas clásicamente para la elaboración de
capas delgadas, y en particular mediante deposición química en fase
de vapor (CVD), mediante deposición física en fase de vapor (PVD) o
incluso mediante un procedimiento "no electrolítico" o
reducción química de una sal metálica.
En cuanto al reblandecimiento del polímero, que
también puede ser uno cualquiera de los polímeros mencionados
anteriormente, puede realizarse mediante cualquier tratamiento
conocido por el experto en la técnica para provocar el
reblandecimiento, incluso la fusión, de un polímero tal como un
calentamiento, un tratamiento mediante ultrasonidos o mediante una
radiación de alta frecuencia.
De manera ideal, este tratamiento se aplica de
manera que se lleva el polímero a una temperatura intermedia entre
su temperatura de reblandecimiento y su temperatura de fusión.
En el caso en el que la fabricación de la
membrana polimérica compuesta comprende una etapa de relleno
mediante un material conductor iónico de porciones de matriz
porosa, entonces ese relleno puede realizarse de diferentes
maneras, por ejemplo:
* impregnando esas porciones de matriz porosa
con una disolución que contiene el material conductor iónico en un
disolvente;
* impregnando esas porciones de matriz porosa
con una disolución que contiene un precursor del material conductor
iónico en un disolvente, después aplicando secundariamente a dichas
porciones un tratamiento, por ejemplo térmico, para inducir la
transformación de ese precursor en dicho material conductor iónico;
o incluso
* depositando, sobre esas porciones de matriz
porosa, el material conductor iónico en forma de una película,
después aplicando secundariamente a dichas porciones un tratamiento,
por ejemplo térmico, para obtener la fusión de esa película y así
la infiltración del material conductor iónico en dichas porciones de
matriz porosa.
En el caso en el que la fabricación de la
membrana polimérica compuesta comprende una etapa de intercalación
de un segmento polimérico de conducción electrónica entre al menos
dos segmentos poliméricos de conducción iónica y de solidarización
de esos segmentos entre sí, entonces los segmentos poliméricos de
conducción iónica pueden obtenerse a su vez mediante corte, en
segmentos de forma y de dimensiones apropiadas, de una matriz
porosa formada por un polímero, idéntico o no al polímero que forma
la matriz porosa rellena del material conductor electrónico, que
previamente se ha vuelto conductora iónica mediante relleno con un
material conductor iónico.
Como variante, también es posible que esos
segmentos procedan de una pieza formada por un polímero conductor
iónico, por ejemplo mediante moldeo, y que se haya cortado
previamente en segmentos de forma y de dimensiones apropiadas.
En cuanto a la solidarización de los segmentos,
puede realizarse concretamente mediante prensado en caliente.
En cualquier caso, se obtienen, mediante estos
procedimientos, membranas poliméricas compuestas cuya o cuyas
porciones poliméricas de conducción electrónica presentan una
conductividad electrónica particularmente elevada (generalmente
superior a 1 S/cm) además de una perfecta estanqueidad a los
gases.
Los procedimientos según la invención son por
tanto extremadamente ventajosos porque permiten fabricar membranas
poliméricas compuestas apropiadas para entrar en la constitución de
núcleos de pilas planas de combustible, concretamente del tipo
descrito en la referencia [1], y mejorar, gracias a sus propiedades,
los rendimientos electroquímicos de esas pilas, al tiempo que
simplifican su fabricación porque ya no es necesario realizar pares
de paredes aislantes y resulta posible integrar las juntas
periféricas al mismo tiempo que las membranas.
También se describe un núcleo de pila plana de
combustible que comprende:
- una membrana polimérica compuesta tal como se
definió anteriormente;
- una pluralidad de ánodos dispuestos sobre una
cara de esta membrana; y
- una pluralidad de cátodos dispuestos sobre la
cara de esta membrana opuesta a aquella en la que se encuentra la
pluralidad de ánodos.
Otras características y ventajas de la invención
se entenderán mejor tras la lectura del siguiente complemento de
descripción, que se refiere a ejemplos de fabricación, según la
invención, de membranas poliméricas compuestas de conducción
iónica/electrónica y que se refiere a las figuras adjuntas.
Evidentemente, estos ejemplos sólo se facilitan
a modo de ilustraciones del objeto de la invención y no constituyen
en ningún caso una limitación de este objeto.
La figura 1 ilustra esquemáticamente una fase de
una pila de combustible según la referencia [1], vista en corte
transversal.
Las figuras 2a a 2d ilustran esquemáticamente un
primer ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
polimérica compuesta, de conducción iónica/conducción
electrónica.
Las figuras 3a a 3d ilustran esquemáticamente un
segundo ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
polimérica compuesta, de conducción iónica/conducción
electrónica.
Las figuras 4a a 4d ilustran esquemáticamente un
tercer ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
polimérica compuesta, de conducción iónica/conducción
electrónica.
Las figuras 5a a 5d ilustran esquemáticamente un
cuarto ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
polimérica compuesta, de conducción iónica/conducción
electrónica.
Las figuras 6a a 6c ilustran esquemáticamente un
quinto ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
polimérica compuesta, de conducción iónica/conducción
electrónica.
La figura 7 ilustra esquemáticamente, visto en
corte transversal, un núcleo de pila apropiado para entrar en la
constitución de una pila plana de combustible y que comprende una
membrana polimérica compuesta tal como se muestra en la figura
6c.
En estas figuras, las proporciones de las
membranas poliméricas compuestas y de los elementos que las
constituyen se han exagerado voluntariamente con fines de
claridad.
En primer lugar se hace referencia a las figuras
2a a 2d que ilustran esquemáticamente un primer ejemplo de
fabricación, según la invención, de una membrana 10' polimérica
compuesta, de conducción iónica/electrónica.
Esta membrana, que se representa en la figura
2d, vista en corte transversal, comprende tres porciones poliméricas
11' de conducción iónica, estancas a los gases, y dos porciones
poliméricas 12' de conducción electrónica, también estancas a los
gases, estando intercalada la porción 12' de conducción electrónica
entre dos porciones 11' de conducción iónica.
En este ejemplo, la membrana se fabrica mediante
tratamiento de una matriz porosa constituida por un polímero
desprovisto de cualquier propiedad intrínseca de conducción iónica,
y del que se destinan:
- tres primeras porciones que van a formar las
porciones 11' de conducción iónica de la membrana y, por tanto, a
rellenarse de un material conductor iónico, y
- otras dos porciones que van a formar las
porciones 12' de conducción electrónica de la membrana y, por tanto,
a rellenarse de un material conductor electrónico.
Resulta evidente que la forma y las dimensiones
de la matriz porosa se eligen por tanto en función de la forma y de
las dimensiones que debe presentar la membrana.
En este caso, al presentarse la membrana en
forma de una película, la matriz porosa también se presenta en
forma de una película tal como se ilustra en la figura 2a que
muestra esta matriz, con número de referencia 10, vista en corte
transversal.
La primera etapa consiste en depositar un
material conductor electrónico en las porciones de la matriz 10
porosa destinadas a formar las porciones 12' de conducción
electrónica de la membrana 10'.
Para ello y tal como puede observarse en la
figura 2a, tras haber recubierto una de las caras principales de la
matriz porosa con una máscara 17 mecánica, que está provista de dos
aberturas 16 cuya colocación y tamaño se eligen en función de las
porciones de la matriz que se desea rellenar del material conductor
electrónico, se deposita, por ejemplo mediante CVD, PVD o
procedimiento "no electrolítico", el material conductor
electrónico (Ce) sólo en las porciones de la matriz que están
situadas enfrente de esas aberturas. Después se da la vuelta a esta
matriz y vuelve a comenzarse la misma operación en la otra de sus
caras principales.
Se obtiene así la matriz 10 mostrada en la
figura 2b.
La segunda etapa consiste en aplicar, a las dos
porciones 12 de esta matriz que se han rellenado del material
conductor electrónico, un tratamiento que permite obtener, sólo a
nivel de esas porciones, el reblandecimiento del polímero que
constituye la matriz y el taponamiento de los poros de esta matriz
mediante deformación del polímero así reblandecido. Estas porciones
se vuelven así estancas a los gases y se obtiene la matriz 10
mostrada en la figura 2c.
En cuanto a la tercera etapa, que se ilustra en
la figura 2c, consiste en rellenar de un material conductor iónico
(Ci) las tres porciones 11 de la matriz 10 que están destinadas a
formar las porciones 11' de conducción iónica de la membrana y que,
por su parte, todavía son porosas. Mediante ese relleno, estas
porciones se vuelven a su vez estancas a los gases.
Se obtiene así la membrana 10' mostrada en la
figura 2d.
Ahora se hace referencia a las figuras 3a a 3b
que ilustran esquemáticamente un segundo ejemplo de fabricación,
según la invención, de una membrana 20' polimérica compuesta de
conducción iónica/electrónica.
Esta membrana, que se representa en la figura
3d, vista en corte transversal, comprende, como la anterior, tres
porciones poliméricas 21' de conducción iónica estancas a los gases,
conectadas entre sí mediante dos porciones poliméricas 22' de
conducción electrónica estancas a los gases.
En este ejemplo, la membrana también se fabrica
mediante tratamiento de una matriz porosa constituida por un
polímero desprovisto de cualquier propiedad intrínseca de conducción
iónica, y se encuentran las mismas etapas que las descritas en el
ejemplo anterior, salvo que se invierte el orden de las dos últimas
etapas.
Así, tras la etapa de deposición, ilustrada en
la figura 3a, de un material conductor electrónico sólo en las
porciones de una matriz porosa 20 que están destinadas a formar las
porciones 22' de conducción electrónica de la membrana, la
fabricación de esta última tiene:
- como segunda etapa, el relleno, mediante un
material conductor iónico, de las tres porciones 21 de la matriz 20
que están destinadas a formar las porciones 21' de conducción iónica
de la membrana, ilustrándose esta etapa en la figura 3b y
conduciendo a la matriz mostrada en la figura 3c; y
- como tercera etapa, la aplicación, a las dos
porciones 22 de la matriz 20 que se rellenan del material conductor
electrónico, de un tratamiento apropiado para reblandecer el
polímero que forma esas porciones de matriz y el taponamiento de
los poros de esas porciones de matriz mediante deformación del
polímero así reblandecido.
Se obtiene así la membrana 20' mostrada en la
figura 3d.
Las figuras 4a a 4d ilustran esquemáticamente un
tercer ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
polimérica compuesta 36 de conducción iónica/electrónica.
Esta membrana, que se representa en la figura
4d, vista en corte transversal, comprende, como las anteriores,
tres porciones 34 poliméricas de conducción iónica estancas a los
gases y dos porciones 33 poliméricas de conducción electrónica
estancas a los gases, estando intercalada cada porción 33 de
conducción electrónica entre dos porciones 34 de conducción
iónica.
En este ejemplo, la membrana polimérica
compuesta se fabrica mediante ensamblaje de dos segmentos de
conducción electrónica, obtenidos mediante deposición de un
material conductor electrónico en una matriz porosa constituida por
un polímero desprovisto de cualquier propiedad intrínseca de
conducción iónica, y corte de esta matriz, obteniéndose tres
segmentos de conducción iónica independientemente de dichos
segmentos de conducción electrónica.
Además, en este caso, no es necesario que la
matriz porosa tenga una forma y dimensiones correspondientes a las
de la membrana que debe fabricarse.
La primera etapa consiste, por tanto, en
depositar un material conductor electrónico en el conjunto de una
matriz 30 porosa, tal como puede observarse en la figura 4a.
Después, la segunda etapa, que se ilustra en la
figura 4b, consiste en cortar la matriz 30 porosa así rellena del
material conductor electrónico en al menos dos segmentos 33.
A continuación, tal como se muestra en la figura
4c, se forma una membrana 35 compuesta intercalando dos segmentos
33 entre tres segmentos 34 de conducción iónica obtenidos por otro
lado, y se solidarizan esos segmentos entre sí, por ejemplo,
mediante prensado en caliente.
Entonces se aplica, a los dos segmentos 33 de
matriz porosa revestidos con el material conductor electrónico
presentes en la membrana 35 así formada, un tratamiento que permite
obtener el reblandecimiento del polímero que forma esos segmentos
de matriz y el taponamiento de los poros de dichos segmentos de
matriz mediante el polímero así reblandecido.
Se obtiene así la membrana mostrada como 36 en
la figura 4d.
Las figuras 5a a 5d ilustran esquemáticamente un
cuarto ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
46 polimérica compuesta de conducción iónica/conducción
electrónica.
Esta membrana, que se representa en la figura
5d, vista en corte transversal, comprende, como las anteriores,
tres porciones 44 poliméricas de conducción iónica estancas a los
gases y dos porciones 43 poliméricas de conducción electrónica
estancas a los gases, estando intercalada cada porción 43 de
conducción electrónica entre dos porciones 44 de conducción
iónica.
En este ejemplo, vuelven a encontrarse las
mismas etapas que las descritas en el ejemplo anterior, salvo porque
se invierte el orden de las tres últimas etapas.
Así, tras la etapa de deposición de un material
conductor electrónico en una matriz 40 porosa, la fabricación de la
membrana tiene:
- como segunda etapa, la aplicación a esta
matriz porosa de un tratamiento que permite obtener el
reblandecimiento del polímero que la forma y el taponamiento de los
poros de esta matriz mediante deformación del polímero así
reblandecido, permitiendo esta etapa obtener la matriz mostrada en
la figura 5b;
- como tercera etapa, el corte de la matriz así
obtenida en al menos dos segmentos 43, ilustrándose esta etapa en
la figura 5c; y
- como cuarta etapa, la formación de la membrana
mediante intercalación de dos segmentos 43 entre tres segmentos 44
de conducción iónica obtenidos por otro lado, y la solidarización de
esos segmentos entre sí, por ejemplo mediante prensado en
caliente.
Se obtiene así la membrana 46 mostrada en la
figura 5d.
Las figuras 6a a 6c ilustran esquemáticamente un
quinto ejemplo de fabricación, según la invención, de una membrana
polimérica compuesta 50' de conducción iónica/electrónica.
Esta membrana, que se representa en la figura
6c, vista en corte transversal, comprende, como las anteriores,
tres porciones poliméricas 51' de conducción iónica estancas a los
gases y dos porciones poliméricas 52' de conducción electrónica,
también estancas a los gases, estando intercalada cada porción 52'
de conducción electrónica entre dos porciones 51' de conducción
iónica.
En este ejemplo, la membrana se fabrica, como en
los dos primeros ejemplos, mediante tratamiento de una matriz
porosa de la cual se destinan tres primeras porciones a formar las
porciones 51' de conducción iónica de la membrana y otras dos
porciones a formar las porciones 52' de conducción electrónica de la
membrana, pero esta matriz está constituida por un polímero
conductor iónico intrínseco al contrario que las matrices porosas
usadas en los dos primeros ejemplos.
Así, tal como puede observarse en la figura 6a,
el tratamiento consiste, en primer lugar, en depositar un material
conductor electrónico sólo en las porciones de una matriz porosa 50
que están destinadas a formar las porciones 52' de conducción
electrónica de la membrana, realizándose esta deposición de la misma
manera que en los dos primeros ejemplos. Se obtiene así la matriz
50 mostrada en la figura 6b que comprende tres porciones 51 de
conducción iónica y dos porciones 52 de conducción electrónica.
\newpage
Después, se aplica al conjunto de la matriz
porosa un tratamiento que permite obtener el reblandecimiento del
polímero que la constituye y el taponamiento de los poros de esta
matriz mediante deformación del polímero así reblandecido. El
conjunto de la matriz se vuelve así estanca a los gases y se obtiene
la membrana 50' mostrada en la figura 6c.
Ahora se hace referencia a la figura 7 que
ilustra esquemáticamente, vista en corte transversal, un núcleo de
pila 60 apropiado para entrar en la constitución de una pila plana
de combustible, que comprende:
* una membrana polimérica compuesta 50' idéntica
a la mostrada en la figura 6c;
* una sucesión de ánodos 5 en una de las caras
principales de la membrana, estando dispuesto cada ánodo en esta
cara de manera que está en contacto de superficie con ella;
* una sucesión de cátodos 6 en la otra de las
caras principales de la membrana, estando dispuesto cada cátodo en
esta cara de manera que está en contacto de superficie con ella y
estando desplazados los cátodos con respecto a los ánodos de manera
que los cátodos y los ánodos situados enfrentados recubren la misma
porción de membrana de conducción iónica pero no recubren la misma
porción de membrana de conducción electrónica;
* un colector electrónico 7 en cada uno de los
extremos del ensamblaje membrana/electrodos; y
* una junta periférica 8 en todo el contorno de
la membrana 50'.
Se utiliza, como matriz porosa, un tejido
constituido por un copolímero de etileno/tetrafluoroetileno
disponible de la sociedad Sefar Fyltis con la denominación
Fluortex® 09-105/32 y que mide 20 cm de largo y 5 cm
de ancho.
Se confiere a dos porciones de este tejido, que
miden cada una 2,5 cm de largo y 5 cm de ancho y que están
separadas entre sí 5 cm por medio de una máscara mecánica,
propiedades de conducción electrónica mediante deposición PVD de
oro.
Esta deposición PVD se realiza, en un primer
tiempo, sobre una de las caras de la matriz en un recinto de
deposición en el que reina una presión de 10^{-6} mbar, mediante
pulverización de una diana de oro de 20 cm de diámetro bajo un
plasma de argón (de presión igual a 1,3 Pa) generado por un
generador de baja frecuencia de una potencia de 100 W y ello
durante 5 minutos.
A continuación se detiene el plasma durante 5
minutos. Este ciclo se repite 4 veces con el fin de obtener un
espesor de deposición de 500 nm, después se da la vuelta al tejido
con el fin de realizar la misma deposición sobre la otra cara de
ese tejido.
Al final de estas operaciones, el tejido
presenta dos porciones de conducción electrónica de 2,5 cm de largo
y 5 cm de ancho. La conductividad del tejido en estas zonas, medida
mediante espectroscopía de impedancia, es de 0,5 S/cm.
Por otro lado, se fabrican películas de un
precursor de Nafion® mediante extrusión de gránulos de este
precursor procedente de Du Pont de Nemours, en una prensa extrusora
Thermo Electron que comprende 6 zonas de calentamiento reguladas a
la temperatura 230ºC. Las películas miden 100 micrómetros de espesor
gracias al uso de un banco calandrado a la salida de la hilera de
extrusión (hilera plana de tipo cartela de 20 cm de ancho).
A continuación se depositan en la superficie
porciones del tejido que no se han vuelto conductoras
electrónicas.
El tejido se lleva a una temperatura de 200ºC a
30 bares de presión en una prensa uniaxial durante 5 minutos, lo
que permite incorporar el polímero conductor protónico en el
tejido.
A continuación se llevan las porciones de
conducción electrónica del tejido a una temperatura de 260ºC durante
2 minutos a una presión de 10 MPa para inducir, a nivel de estas
porciones, el reblandecimiento del tejido y obtener así su
estanqueidad a los gases.
A continuación la matriz se sumerge en una
disolución de potasa 2 M a 80ºC durante 4 horas para convertir las
funciones sulfonilo del precursor de Nafion® en funciones
sulfónicas.
A continuación se realiza un núcleo de pila de
combustible depositando en las dos caras de la membrana polimérica
compuesta así obtenidas electrodos ETEK (cargados con platino a 0,5
mg/cm^{2}). Se prensa el conjunto durante 3 minutos a 150ºC a 50
bares para garantizar una buena superficie de contacto entre los
electrodos y la membrana.
La medición de los rendimientos electroquímicos
de este núcleo de pila, en un banco de ensayo de tipo Globtech, con
una inyección de hidrógeno en el ánodo de 500 mL/minuto y de oxígeno
en el cátodo de 500 mL/minuto, muestran que su tensión en el
abandono es de 2,7 voltios y que su tensión es de 1,5 voltios con
una corriente de 6 amperios.
Se fabrica un tejido conductor protónico que
mide 200 micrómetros de espesor y presenta mallas de 50 x 50
\mum^{2} a partir de gránulos de Nafion®.
Se confiere a dos porciones de este tejido
propiedades de conducción electrónica de la misma manera que la
descrita anteriormente.
Una vez creadas las porciones de conducción
electrónica, se prensa el conjunto del tejido en caliente a 210ºC a
una presión de 30 bares durante 5 minutos con el fin de inducir el
reblandecimiento del tejido y obtener su estanqueidad a los
gases.
A continuación se sumerge el tejido en una
disolución de potasa 2 M a 80ºC durante 4 horas para convertir las
funciones sulfonilo del precursor de Nafion® en funciones
sulfónicas.
A continuación se realiza un núcleo de pila de
combustible depositando en las dos caras de la membrana polimérica
compuesta así obtenidas electrodos ETEK (cargados con platino a 0,5
mg/cm^{2}). Se prensa el conjunto durante 3 minutos a 150ºC a 50
bares para garantizar una buena superficie de contacto entre los
electrodos y la membrana.
La medición de los rendimientos electroquímicos
de este núcleo de pila, en un banco de ensayo de tipo Globtech, con
una inyección de hidrógeno en el ánodo de 500 mL/minuto y de oxígeno
en el cátodo de 500 mL/minuto, muestra que su tensión es de 2,1
voltios con una corriente de 6 amperios.
La invención no se limita de ninguna manera a
los ejemplos que acaban de describirse.
Por tanto, concretamente, aunque todos estos
ejemplos se refieren a la fabricación de membranas poliméricas
compuestas que comprenden tres porciones de conducción iónica y dos
porciones de conducción electrónica, resulta, no obstante, evidente
que sus enseñanzas son perfectamente extrapolables a la fabricación
de membranas que comprenden un número distinto de porciones de
conducción iónica y, por consiguiente, un número distinto de
porciones de conducción electrónica.
De manera similar, las enseñanzas de los
ejemplos descritos anteriormente es totalmente extrapolable a la
fabricación de membranas poliméricas compuestas que se presentan en
una forma distinta a la de una película.
- [1]
- Documento WO-A-02/054522
- [2]
- Documento US-A-5.863.672
Claims (18)
1. Procedimiento de fabricación de una membrana
polimérica compuesta (10') de conducción iónica/electrónica, que
comprende al menos dos porciones poliméricas (11') de conducción
iónica, estancas a los gases, conectadas entre sí directamente por
una porción porciones poliméricas (12') de conducción electrónica
estanca a los gases, procedimiento que comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa (10) constituida por
un polímero y que comprende al menos dos porciones (11) destinadas a
rellenarse de un conductor iónico, conectadas entre sí directamente
por una porción (12) destinada a rellenarse de un material conductor
electrónico, estando limitada esa deposición a la porción de matriz
porosa destinada a rellenarse del material conductor
electrónico;
b) la aplicación, en la porción de matriz porosa
rellena del material conductor electrónico, de un tratamiento para
obtener el reblandecimiento del polímero que forma esta porción de
matriz y el taponamiento de los poros de dicha porción de matriz
mediante deformación del polímero así reblandecido; y
c) el relleno mediante un material conductor
iónico de las porciones de matriz porosa destinadas a rellenarse
del material conductor iónico.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Procedimiento de fabricación de una membrana
(20') polimérica compuesta de conducción iónica/electrónica, que
comprende al menos dos porciones poliméricas (21') de conducción
iónica, estancas a los gases, conectadas entre sí directamente por
una porción polimérica (22') de conducción electrónica estanca a los
gases, procedimiento que comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa (20) constituida por
un polímero y que comprende al menos dos porciones (21) destinadas a
rellenarse de un material conductor iónico y al menos una porción
(22) destinada a rellenarse de un material conductor electrónico,
estando limitada esa deposición a la porción de matriz porosa
destinada a rellenarse del material conductor electrónico;
b) el relleno mediante un material conductor
iónico de las porciones de la matriz porosa destinadas a rellenarse
del material conductor iónico; y
c) la aplicación, a la porción de la matriz
porosa rellena del material conductor electrónico, de un tratamiento
para obtener el reblandecimiento del polímero que forma esta
porción de matriz y el taponamiento de los poros de dicha porción
de matriz mediante deformación del polímero así reblandecido.
\vskip1.000000\baselineskip
3. Procedimiento de fabricación de una membrana
(36) polimérica compuesta de conducción iónica/electrónica, que
comprende al menos dos porciones poliméricas (34) de conducción
iónica estancas a los gases, conectadas entre sí directamente por
una porción polimérica (33) de conducción electrónica estanca a los
gases, procedimiento que comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz (30) porosa constituida por
un polímero;
b) el corte de la matriz porosa rellena de
material conductor electrónico en una pluralidad de segmentos
(33);
c) la formación de una membrana polimérica
compuesta mediante intercalación de uno de los segmentos obtenidos
en la etapa b) entre al menos dos segmentos (34) poliméricos de
conducción iónica estancos a los gases y solidarización de esos
segmentos entre sí; y
d) la aplicación, al segmento de matriz porosa
relleno del material conductor electrónico presente en la membrana
polimérica compuesta obtenida en la etapa c), de un tratamiento para
obtener el reblandecimiento del polímero que forma ese segmento de
matriz y el taponamiento de los poros de dicho segmento de matriz
mediante deformación del polímero así reblandecido.
\vskip1.000000\baselineskip
4. Procedimiento de fabricación de una membrana
(46) polimérica compuesta de conducción iónica/electrónica, que
comprende al menos dos porciones poliméricas (44) de conducción
iónica estancas a los gases, conectadas entre sí directamente por
una porción polimérica (43) de conducción electrónica estanca a los
gases, procedimiento que comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz (40) porosa constituida por
un polímero;
\newpage
b) la aplicación a la matriz porosa de un
tratamiento para obtener el reblandecimiento del polímero que la
constituye y el taponamiento de los poros de esta matriz mediante
deformación del polímero así reblandecido;
c) el corte de la matriz obtenida en la etapa b)
en una pluralidad de segmentos (43); y
d) la formación de la membrana polimérica
compuesta mediante intercalación de uno de los segmentos obtenidos
en la etapa c) entre al menos dos segmentos (44) poliméricos de
conducción iónica estancos a los gases y solidarización de esos
segmentos entre sí.
\vskip1.000000\baselineskip
5. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en el que la matriz porosa está constituida
por un polímero desprovisto de cualquier propiedad intrínseca de
conducción iónica.
6. Procedimiento de fabricación de una membrana
(50') polimérica compuesta de conducción iónica/electrónica, que
comprende al menos dos porciones (51') poliméricas de conducción
iónica estancas a los gases, conectadas entre sí directamente por
una porción (52') polimérica de conducción electrónica estanca a los
gases, procedimiento que comprende:
a) la deposición de un material conductor
electrónico en los poros de una matriz porosa (50) constituida por
un polímero conductor iónico intrínseco, y que comprende al menos
dos porciones (51) destinadas a seguir teniendo conducción iónica,
conectadas entre sí directamente por una porción (52) destinada a
rellenarse de un material conductor electrónico, estando limitada
esa deposición a la porción de matriz porosa destinada a rellenarse
del material conductor electrónico; y
b) la aplicación a la matriz porosa de un
tratamiento para obtener el reblandecimiento del polímero que
constituye esta matriz y el taponamiento de los poros de dicha
matriz mediante deformación del polímero así reblandecido.
\vskip1.000000\baselineskip
7. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el material conductor electrónico
se deposita mediante deposición química en fase de vapor (CVD),
mediante deposición física en fase de vapor (PVD) o mediante un
procedimiento "no electrolítico".
8. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 7, en el que el tratamiento para reblandecer
el polímero es un tratamiento térmico, un tratamiento mediante
ultrasonidos o un tratamiento mediante una radiación de alta
frecuencia.
9. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que el relleno, mediante un material
conductor iónico, de las porciones de matriz porosa destinadas a
rellenarse del material conductor iónico se realiza impregnando
estas porciones con una disolución que contiene el material
conductor iónico en un disolvente.
10. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que el relleno, mediante un material
conductor iónico, de las porciones de matriz porosa destinadas a
rellenarse del material conductor iónico se realiza impregnando
esas porciones con una disolución que contiene un precursor del
material conductor iónico en un disolvente, aplicando después
secundariamente a dichas porciones un tratamiento para inducir la
transformación de ese precursor en dicho material conductor
iónico.
11. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que el relleno, mediante un material
conductor iónico, de las porciones de matriz porosa destinadas a
rellenarse del material conductor iónico se realiza depositando,
sobre esas porciones de matriz porosa, el material conductor iónico
en forma de una película, después aplicando secundariamente a
dichas porciones un tratamiento para obtener la fusión de esa
película y así la infiltración del material conductor iónico en
dichas porciones de matriz porosa.
12. Procedimiento según la reivindicación 3 o la
reivindicación 4, en el que los segmentos poliméricos de conducción
iónica se obtienen mediante corte de una matriz porosa constituida
por un polímero conductor iónico intrínseco o por un polímero
desprovisto de cualquier propiedad intrínseca de conducción iónica
que se ha vuelto conductor iónico mediante incorporación de un
material conductor iónico.
13. Procedimiento según la reivindicación 3 o la
reivindicación 4, en el que la solidarización de los segmentos se
realiza mediante prensado en caliente.
14. Procedimiento según la reivindicación 6 o la
reivindicación 12, en el que el polímero conductor iónico intrínseco
es un polímero de conducción protónica elegido entre polímeros
perfluorados con grupos de ácido sulfónico, poliimidas sulfonadas,
polieteretercetonas sulfonadas, polisulfonas sulfonadas y sus
derivados, polifosfacenos sulfonados y polibencimidazoles.
15. Procedimiento según la reivindicación 6 o la
reivindicación 12, en el que el polímero conductor iónico intrínseco
es un polímero de conducción aniónica elegido entre polímeros
portadores de grupos catiónicos, en particular los derivados
cuaternizados de policlorometilestirenos, polianilinas y poliimidas,
y poliarilsulfonios.
16. Procedimiento según la reivindicación 5 o la
reivindicación 12, en el que el polímero desprovisto de cualquier
propiedad intrínseca de conducción iónica se elige entre
polietileno, polipropilenos, poliésteres termoplásticos, polímeros
fluorados, poliamidas, polieteretercetonas y elastómeros
termoplásticos.
17. Procedimiento según la reivindicación 1 o la
reivindicación 2, en el que el material conductor iónico es un
polímero conductor iónico intrínseco o un material no polimérico de
conducción iónica.
18. Procedimiento según una cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, en el que el material conductor electrónico
se elige entre carbono, grafito, metales nobles y aleaciones de
metales nobles y de elementos de transición.
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