(Phys.org)—Un team di ricercatori con membri di istituzioni in Corea del Sud e Australia ha sviluppato un rivestimento per le membrane utilizzate nelle celle a combustibile e in molte altre applicazioni che gli consentono di continuare a funzionare a un livello elevato anche con l'aumento della temperatura e dell'umidità scende a livelli che normalmente causano un peggioramento delle prestazioni. Nel loro articolo pubblicato sulla rivista Natura , il team descrive il loro rivestimento, come funziona e i diversi materiali che possono essere migliorati attraverso il suo utilizzo. Jovan Kamcev e Benny Freeman con l'Università del Texas ad Austin hanno pubblicato un articolo di News &Views nello stesso numero di rivista che descrive il lavoro svolto dal team e i molti modi in cui il rivestimento della membrana è stato testato con successo.

Le membrane sono una parte fondamentale delle macchine che si basano sulla separazione ionica o dimensionale:alcune applicazioni ben note sono gli sforzi di filtrazione dell'acqua, generazione di energia in celle a combustibile e batterie a flusso e mediante elettrodialisi inversa. Sebbene utile, le membrane hanno anche la reputazione di essere piuttosto fragili, con conseguenti riparazioni costose, sostituzione o degrado delle prestazioni. Un esempio è che la maggior parte delle membrane deve essere mantenuta umida per funzionare correttamente, che può diventare problematico in determinati ambienti. Filtrazione dell'acqua in un caldo deserto mediorientale, Per esempio, soffre quando le temperature salgono e i livelli di umidità scendono. In questo nuovo sforzo, il team di ricerca riferisce di aver sviluppato un rivestimento per membrane che funziona in modo simile ai pori stomatici in una pianta di cactus:i pori si aprono per consentire l'assorbimento di anidride carbonica durante i periodi di maggiore umidità, come di notte per poi richiudere man mano che i livelli di umidità scendono durante le ore più calde del giorno.

Il rivestimento della membrana è realizzato posizionando un sottile strato di materiale correlato al fluoro che è idrorepellente sulla membrana, in un ambiente a bassa umidità, in condizioni di elevata umidità, nanocracks appaiono nel materiale, permettendo all'acqua nell'aria di passare attraverso la membrana sottostante. Ma, quando le temperature aumentano e i livelli di umidità diminuiscono, il materiale si stringe, chiudendo gli spazi dove esistono le crepe, impedendo l'evaporazione dell'acqua nella membrana. Kamcev e Benny Freeman riferiscono che il rivestimento è stato testato con successo su un'ampia varietà di applicazioni in varie condizioni ambientali, e che finora, si è dimostrato in grado di proteggere membrane delicate in ambienti severi, consentendo il loro utilizzo in una gamma molto più ampia di applicazioni.

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