Nafion
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| Strukturformel | |||||||
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| Allgemeines | |||||||
| Name | Nafion | ||||||
| Andere Namen | 2-[1-[Difluor[(trifluorethenyl)oxy]methyl]-1,2,2,2-tetrafluorethoxy]-1,1,2,2-tetrafluorethansulfonsäure | ||||||
| CAS-Nummer | 31175-20-9 | ||||||
| Monomere/Teilstrukturen | |||||||
| Art des Polymers | |||||||
| Kurzbeschreibung | farbloser bis blassbrauner Feststoff[1] | ||||||
| Eigenschaften | |||||||
| Aggregatzustand | fest | ||||||
| Dichte | 1,98 g·cm−3[2] | ||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | |||||||
Nafion ist ein perfluoriertes Copolymer, das als ionische Gruppe eine Sulfogruppe enthält. Es wurde in den späten 1960er-Jahren federführend von Walther Grot (DuPont) als eine Modifikation von Teflon entwickelt.[3] Nafion gehört zu den Ionomeren und ist ein eingetragenes Warenzeichen der Firma Chemours.
Eigenschaften[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
Die stark sauren Sulfonsäuregruppen im Nafion ermöglichten erstmals ein perfluoriertes Polymer mit ionischen Eigenschaften. Es zeigt einige grundlegend von denen des Teflon abweichende Charakteristiken unter Beibehaltung der hohen chemischen Resistenz:
- schnelle Diffusion von Wasser und Alkoholen, aber hydraulisch dicht
- selektiv leitend für Protonen und andere Kationen (Sperreffekt für Anionen)
- hohe Betriebstemperaturen im Vergleich zu anderen Polymeren (bis 190 °C)
Technische Anwendungen für Nafion-Membranen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- Ionenaustauscher-Membranen bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse
- Trocknung oder Befeuchtung von Gasen aufgrund seiner hohen Selektivität und Permeabilität für Wasser(dampf)
- Protonen-Austauscher-Membran in Polymerelektrolyt- und Direktmethanolbrennstoffzellen
- Herstellung von Chromsäure und Regenerierung von verunreinigten Chrombädern
- Herstellung von Kaliumdicyanidoaurat(I) durch Auflösung einer Goldanode in Kaliumcyanid (KCN)
- Als stark saurer, fester Katalysator
Wie andere perfluorierte Austauschermaterialien verliert Nafion ab einer Temperatur von 100 °C weitgehend seine Protonenleitfähigkeit und zeigt in Direktmethanolbrennstoffzellen eine zu hohe Durchlässigkeit für Wasser und Methanol.
Weblinks[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- Nafion-Eigenschaften (Memento vom 1. August 2013 im Internet Archive)
- What is Nafion? (Memento vom 27. September 2011 im Internet Archive)
Handelsnamen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- Nafion (Chemours)
- Flemion (Asahi)[4]
Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]
- ↑ a b c Datenblatt Nafion® NR50 bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 12. April 2011 (PDF).
- ↑ DuPont Fuel Cells: DuPont Nafion PFSA Membranes, abgerufen am 22. September 2019.
- ↑ Walther G. Grot: Nafion® Membrane and its Applications. In: Electrochemistry in Industry: New Directions. Springer US, Boston, MA 1982, ISBN 978-1-4684-4238-0, S. 73–87, doi:10.1007/978-1-4684-4238-0_8.
- ↑ Flemion (Fluoropolymer Ion-Exchange Membrane) (Memento vom 1. Dezember 2016 im Internet Archive)