Naarmate de decarbonisatie in de wereld snel vordert, brandstofcellen bieden een potentieel hoger elektrisch rendement dan conventionele elektriciteitsopwekkingssystemen. Anionenuitwisselingsmembraanbrandstofcellen bieden voordelen van het gebruik van niet-edelmetaalkatalysatoren dan protonenuitwisselingsmembraanbrandstofcellen. Een van de uitdagingen van deze brandstofcel van de volgende generatie is het ophelderen van de geleidbaarheid van hydroxide-ionen in het ionengeleidende polymeer rond de elektrodekatalysator. De moeilijkheid om de geleidbaarheid van hydroxide-ionen aan het elektrode-interface te bestuderen, is dat het hydroxide-ion, dat is een drager, reageert gemakkelijk met koolstofdioxide in de lucht. Om dit probleem op te lossen, alle evaluatie-apparaten werden verbeterd zodat het monster niet in contact kwam met lucht.

In een nieuwe studie gepubliceerd in ChemSusChem , onderzoekers van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), namelijk universitair hoofddocent Yuki Nagao en Ph.D. studenten Fangfang Wang en Dongjin Wang, slaagde erin om de geleidbaarheid van hydroxide-ionen en de hoeveelheid water in het monster nauwkeurig te identificeren zonder het dunne-filmmonster aan lucht bloot te stellen. Op fluor gebaseerde kationische polymeren werden gesynthetiseerd, en Br ^- en OH ^- ter vergelijking werden monsters als tegenanionen bereid. Er werd onthuld dat de 270 nm dikke dunne film met hydroxide-ionen een hoge geleidbaarheid van hydroxide-ionen vertoont van 0,05 S cm ^-1 . Deze ionische geleidbaarheid was meer dan twee keer zo hoog als de waarde van de dunne film met Brionen zoals weergegeven in figuur 1.

Verrassend genoeg, er werd ook onthuld dat de geleidbaarheid van hydroxide-ionen van de dunne-filmvorm die hydroxide-ionen bevat vergelijkbaar was met die van de dikke membraanvorm. Deze neiging lijkt te verschillen van de resultaten die zijn gerapporteerd in protongeleidende polymeren.

"Het ontwikkelen van een beter begrip van deze eigenschappen en hun impact op de geleiding van hydroxide-ionen zal belangrijk zijn voor zowel het verduidelijken van hydroxide-ionengeleidingsmechanismen als het verbeteren van de prestaties van brandstofcellen, " legt universitair hoofddocent Yuki Nagao van JAIST uit. Nieuwe bevindingen lijken een solide stap te zijn in de richting van een waterstofmaatschappij.