När avkarboniseringen fortskrider snabbt i världen, bränsleceller erbjuder potentiellt högre elektrisk verkningsgrad än konventionella kraftgenererande system. Anjonbytesmembranbränsleceller erbjuder fördelarna med att använda icke-ädelmetallkatalysatorer än protonbytesmembranbränsleceller. En av utmaningarna med denna nästa generations bränslecell är att klargöra hydroxidjonens ledningsförmåga i den jonledande polymeren runt elektrodkatalysatorn. Svårigheten med att studera hydroxidjonens ledningsförmåga vid elektrodgränsytan är att hydroxidjonen, som är en transportör, reagerar lätt med koldioxid i luften. För att lösa det här problemet, alla utvärderingsanordningar förbättrades så att provet inte kom i kontakt med luft.

I en ny studie publicerad i ChemSusChem , forskare från Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), nämligen docent Yuki Nagao och Ph.D. studenter Fangfang Wang och Dongjin Wang, lyckades exakt identifiera hydroxidjonens ledningsförmåga och vattenmängden i provet utan att exponera tunnfilmsprovet för luft. Fluorenbaserade katjoniska polymerer syntetiserades, och Br ^- och OH ^- prover som motanjoner framställdes för jämförelse. Det avslöjades att den 270 nm tjocka tunna filmen innehållande hydroxidjoner uppvisar en hög hydroxidjonkonduktivitet på 0,05 S cm ^-1 . Denna jonledningsförmåga var mer än dubbelt så hög som värdet på den tunna filmen som innehöll Br-joner som visas i figur 1.

Förvånande, det avslöjades också att hydroxidjonkonduktiviteten hos den tunnfilmsform som innehöll hydroxidjoner var jämförbar med den för den tjocka membranformen. Denna tendens verkar skilja sig från resultaten som rapporterats i protonledande polymerer.

"Att utveckla en bättre förståelse för dessa egenskaper och deras inverkan på hydroxidjonledning kommer att vara viktigt för att både klargöra hydroxidjonledningsmekanismer och förbättra bränslecellsprestanda, " förklarar docent Yuki Nagao från JAIST. Nya rön verkar vara ett solidt steg mot ett vätesamhälle.