2021-05-17 11:18
随着全球加快脱碳脚步，燃料电池有潜力提供比传统发电系统更高的电效率。比起质子交换膜燃料电池，阴离子交换膜燃料电池具有不需要使用贵金属催化剂的优势。开发这种新一代燃料电池的挑战之一是，如何搞清楚电极催化剂周围离子导电聚合物中的氢氧离子电导率。研究电极界面处氢氧离子电导率的困难在于，氢氧离子是一种载体，很容易与空气中的二氧化碳发生反应。为了解决这一问题，研究人员对所有测量设备进行了改良，以避免样品与空气接触。
据外媒报道，日本高级科学技术研究院（JAIST）的研究人员在不将薄膜样品暴露于空气的情况下，精确测量出样品中的氢氧离子电导率和含水量。通过合成芴基阳离子聚合物，并制备Br-和OH-样品作为平衡阴离子进行比较。结果表明，270nm厚的含氢氧离子薄膜，表现出高达0.05 S cm-1的氢氧离子电导率。如图所示，这一离子电导率是含Br-离子薄膜的两倍多。
令人惊讶的是，结果表明，薄膜样品中的氢氧离子导电率，可与厚膜样品的电导率相媲美。这与以往质子导电聚合物的报道结果似乎有所不同。
该院副教授Yuki Nagao表示：“深入了解相关性质及其对氢氧离子电导率的影响，对于明确氢氧离子导电机制和提升燃料电池的性能，具有重要意义。”这一新发现有望推动氢能社会发展。
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