نگاهی کلی به ساختار و خواص نفیون با توجه به کاربرد آن در غشای تبادل پروتون پیل سوختی

در این مقاله به معرفی ساختار و خواص غشای تبادل پروتون نفیون به­عنوان رایج‌ترین غشای استفاده­شده در فرایندهای الکتروشیمیایی و جداسازی پرداخته شده است. بدین منظور، در ابتدا خانواده‌ غشاهای پرفلوئوروسولفونیک اسید معرفی شده که نفیون مهم‌ترین عضو آن است. سپس، مراحل سنتز نفیون همراه با جزئیات و چالش‌ها و نیز ساختار نفیون و شکل­شناسی آن در مرحله‌ بعد بحث و بررسی شده است. روش نام‌گذاری انواع غشاهای نفیون براساس مشخصه وزن معادل نیز ارائه شده است. در ادامه به وزن مولکولی و عوامل مؤثر بر عملکرد و خواص نفیون پرداخته شده است. خواص و مشخصه‌های غشای نفیون از جمله جذب آب، پایداری شیمیایی، رفتار گرمایی، خواص مکانیکی و عوامل مؤثر بر آن، رسانش پروتون و سازوکارهای حاکم بر رسانش در این پلیمر بحث شده­اند. در نهایت، معایب غشاهای نفیونی اعم از نداشتن قابلیت کارکرد در دمای زیاد و رطوبت کم و قیمت زیاد نیز ارائه شده است. در این راستا، راهکارهای پیشنهادی پژوهشگران برای بهبود خواص و رفع معایب در دو بخش اصلاح غشاهای نفیونی و تهیه‌ غشاهای جدید جایگزین شرح داده شده است. نگاهی مختصر بر کاربردهای نفیون، روش‌های تهیه‌ غشا، فعال­سازی و نگه­داری آن و همچنین غشای نفیون تجاری ساخت شرکت Dupont نیز انجام گرفته است. قابل ذکر است، این مطالب با تمرکز بر کاربرد آن در غشای تبادل پروتون پیل سوختی ارائه ­شده است.