Kunststoff Lexikon

Nafion

Nafion ist ein sulfoniertes Tetrafluorethylen-Polymer (PTFE), das in den späten 1960er Jahren federführend von Walther Grot als eine Modifikation von Teflon entwickelt wurde. Nafion bildet eine komplett neue Gruppe von Polymeren, den sogenannten Ionomeren. „Nafion“ ist ein eingetragenes Warenzeichen von DuPont

Eigenschaften
Durch die Addition der stark sauren Sulfonsäuregruppen stand mit Nafion erst-mals ein Polymer mit ionischen Eigenschaften zu Verfügung und zeigt einige grundlegend andere Charakteristiken als das verwandte Teflon:
- gut wasserdurchlässig
- ionenleitend
- hohe Betriebstemperaturen im Vergleich zu anderen Polymeren (bis 190 °C)

Technische Anwendungen für Nafion-Membranen
- Ionenaustauscher-Membranen bei der Chlor-Alkali-Elektrolyse
- Trocknung oder Befeuchtung von Gasen aufgrund seiner hohen Selektivität und Permeabilität für
Wasser(dampf)
- Protonen-Austauscher-Membran bei PEM-Brennstoffzellen
- Protonen-Austauscher-Membran bei Direktmethanol-Brennstoffzellen

Nachteilig in der technischen Anwendung von Nafion-Membranen für Brennstoff-zellen ist der weitgehende Verlust der Protonenleitfähigkeit über 100 °C, der hohe Preis (>500 US-$ je m2) und eine zu hohe Durchlässigkeit von Wasser und Methanol bei Einsatz in Direktmethanol-Brennstoffzellen. Dies gilt jedoch auch für andere perfluorierte Austauschermaterialien wie Flemion (Asahi Glas) und DowMembrane& (Dow Chemical).