Porometría de flujo capilar

Análisis de distribución de tamaño de poro rápido y confiable

La porometría del flujo capilar, también denominada porometría de gas líquido (GLP, del inglés "Gas Liquid Porometry"), es una técnica empleada para medir con exactitud el tamaño y la distribución de los poros dentro de las membranas y los materiales de la hoja. 

Este método basado en la presión determina el diámetro de poro más grande mediante el análisis del flujo de gas a través de una muestra saturada con líquido, cubriendo un área de prueba grande sin necesidad de un ajuste de modelo complejo o procesamiento de imágenes. 

Cómo funciona la porometría de flujo capilar

La comprensión de los fundamentos de la porometría del flujo capilar comienza con el reconocimiento de su mecanismo básico. El flujo capilar está relacionado con el movimiento del líquido a través de un medio poroso bajo la influencia de las fuerzas capilares. Estas fuerzas son esenciales para calcular el tamaño de la constricción mínima de los poros. A diferencia de los métodos que se basan en estimaciones indirectas o en cálculos basados en imágenes, la porometría del flujo capilar mide directamente el flujo de líquido a través de los poros, lo que garantiza resultados claros y confiables.

El análisis comienza con la saturación completa de la muestra con un líquido humectante, momento en el cual se expone a un flujo de gas que aumenta gradualmente. Este aumento gradual de la presión del gas fuerza el líquido fuera de los poros. La presión a la que se produce el desplazamiento del líquido ayuda a caracterizar el tamaño del poro; los poros más grandes se vacían a menor presión, mientras que los poros más pequeños requieren mayor presión. Después de abrir todos los poros y expulsar todo el líquido humectante, se mide el flujo a través de la muestra seca sin humedecer.

Mediciones clave

  • Punto de burbuja/Poro más grande: la presión más baja a la que se produce el flujo.
  • Media de flujo de poro: curva de medio secado: intersección de la curva húmeda con la curva seca dividida por 2
  • Poro más pequeño: intersección de la curva húmeda con la curva seca
  • Distribución del tamaño de poro: distribución continua del tamaño de poro diferencial y acumulativo

Aplicaciones de porometría de flujo capilar

Filtración

Optimice la cantidad y el tamaño de los poros para predecir y garantizar mejor la selectividad basada en el tamaño y la tasa de transferencia de masa.

Membranas no tejidas

Estas opciones comunes para los medios de filtración a menudo se caracterizan por una amplia distribución de tamaños de poros debido a sus métodos de producción. La determinación constante del flujo del punto de burbuja es especialmente importante debido a la porosidad en el plano y a las formas irregulares de los poros.

Medios de metal y cerámica

Estos materiales, a menudo con estructuras altamente porosas, son los preferidos por su resistencia térmica, física y química. Es especialmente importante medir la porosidad tridimensional en la dirección del flujo previsto de estos materiales.

Separadores y membranas para baterías y celdas de combustible

La seguridad del dispositivo se mejora mediante la optimización de la tasa de transporte iónico y la separación física.