En stor del av ansträngningarna för att förverkliga en hållbar värld har gått till att utveckla vätebränsleceller så att en väteekonomi kan uppnås. Bränsleceller har distinkta fördelar:hög energiomvandlingseffektivitet (upp till 70 %) och en ren biprodukt, vatten. Under det senaste decenniet, anjonbytarmembranbränsleceller (AEMFC), som omvandlar kemisk energi till elektrisk energi via transport av negativt laddade joner (anjoner) genom ett membran, har uppmärksammats på grund av sin låga kostnad och relativa miljövänlighet jämfört med andra typer av bränsleceller. Men även om det är billigt, AEMFC lider av flera stora nackdelar, såsom låg jonledningsförmåga, låg kemisk stabilitet hos membranet, och en totalt sett lägre prestanda än sina motsvarigheter. Nu, i en studie publicerad i Journal of Materials Chemistry A , forskare från Korea rapporterar ett nytt membran som är både tunt och starkt, och tar hand om dessa nackdelar.

För att utveckla sitt membran, forskarna använde en ny metod:de band kemiskt två kommersiellt tillgängliga polymerer, poly(2, 6-dimetyl-1, 4-fenylenoxid) (PPO) och poly(styren-b-(etylen-ko-butylen)-b-styren) (SEBS) utan att använda ett tvärbindningsmedel. Professor Tae-Hyun Kim från Incheon National University, som ledde studien, förklarar, "En tidigare studie gjorde ett liknande försök att tillverka anjonbytarmembran (AEM) genom att tvärbinda PPO och SEBS med diamin som tvärbindningsmedel. Medan AEM visade utmärkt mekanisk stabilitet, användningen av diamin kunde ha lett till andra reaktioner än de mellan PPO och SEBS, vilket gjorde det svårt att kontrollera egenskaperna hos det resulterande membranet. Därför, i vår studie, vi tvärbundna PPO och SEBS utan något tvärbindningsmedel för att säkerställa att endast PPO och SEBS reagerar med varandra." Strategin som användes av Prof. Kims team innebar också att tillsätta en förening som heter triazol till PPO för att öka membranets jonledningsförmåga.

Membran tillverkade med denna metod var upp till 10 μm tunna och hade utmärkt mekanisk styrka, kemisk stabilitet, och konduktivitet även vid 95 % rumsfuktighet. Tillsammans, dessa gav en hög övergripande prestanda till membranet och till motsvarande bränslecell som forskarna testade sitt membran på. När den används vid 60°C, denna bränslecell uppvisade stabila prestanda i 300 timmar med en maximal effekttäthet som överträffade den hos befintliga kommersiella AEM och matchande banbrytande.

Exalterad över framtidsutsikterna för denna roman lovande AEM, Prof. Kim säger, "Polymerelektrolytmembranen i vår studie kan appliceras inte bara på bränsleceller som genererar energi, men också till vattenelektrolysteknik som producerar väte. Därför, Jag tror att denna forskning kommer att spela en viktig roll för att vitalisera den inhemska väteekonomin."

Kanske är den där rena och gröna världen vi föreställer oss inte långt borta!