Preparação e uso de polímeros sólidos como eletrólito em sensores de hidrogênio

Abstract

A detecção de hidrogênio permeado através de estruturas metálicas é tema de grande relevância, tendo em vista monitorar e controlar os danos que o hidrogênio causa nos metais, em especial o aço. Existem diversas tecnologias aplicadas à montagem destes sensores como, por exemplo, os sensores eletroquímicos.Muito usados em pilhas a combustível, membranas poliméricas vêm sendo empregadas como alternativa ao eletrólito líquido em sensores eletroquímicos por diversas razões, como: resistência à deterioração e durabilidade. Existem diversos tipos que possuem as características para este fim, porém o mais empregado é o Nafion®. A principal característica destes polímeros é sua condutividade protônica causada pela dissociação das moléculas de água presentes em sua estrutura. Sendo assim, a sua condutividade é fortemente dependente da quantidade de água contida no material. A temperatura é outra variável que pode influenciar na condutividade protônica.Foi feita uma revisão destas variáveis e das técnicas que podem ser empregadas na preparação de polímeros para se obter as propriedades desejáveis. A análise inicia com a discussão do método de preparação, limpeza inicial, hidratação e acondicionamento do polímero hidratado. Com este trabalho espera-se obter uma diretriz para a preparação de um polímero para uso como eletrólito sólido, suas características e propriedades e assim, aplicá-lo ao desenvolvimento de um sensor eletroquímico de hidrogênio.Palavras-chave: hidrogênio, sensores, polímeros condutores de prótons, eletrólitos sólidos. ABSTRACTThe permeated hydrogen detection through a metal membrane is essential to monitoring and control of hydrogen damage, especially in steels. Among several sensors technologies available, the electrochemical sensors are widely used.Solid polymer electrolytes (SPE), used in Solid Polymer Electrolyte Fuel Cells (SPEFC), can be an alternative to replace liquid electrolyte in electrochemical sensor, due its chemical and mechanical stability. There are several polymers used in this application, although the standard one is Nafion®. The most important characteristic of a SPE is the proton conductivity, caused by water molecules dissociation in the structure of the polymer. Consequently, the conductivity is highly dependent on membrane humidification conditions. Temperature can also influence the proton conductivity.In this work, we review the SPE characterization and its treatment techniques. We discuss also preparation, hydration and storage of a polymer to be employed in construction of a hydrogen electrochemical sensor.

Fisioterapia: uma abordagem contemporânea - Volume 4

“…Até 2050, esse percentual triplicará e atingirá incríveis 29,7% da população. Assim, em 2050 haverá o dobro de idosos no Brasil (CORRÊA, 2010).…”