Mentre la decarbonizzazione progredisce rapidamente nel mondo, le celle a combustibile offrono un'efficienza elettrica potenzialmente più elevata rispetto ai sistemi di generazione di energia convenzionali. Le celle a combustibile con membrana a scambio anionico offrono i vantaggi dell'utilizzo di catalizzatori di metalli non preziosi rispetto alle celle a combustibile con membrana a scambio protonico. Una delle sfide di questa cella a combustibile di nuova generazione è chiarire la conduttività dello ione idrossido nel polimero conduttivo ionico attorno al catalizzatore dell'elettrodo. La difficoltà di studiare la conduttività dello ione idrossido all'interfaccia dell'elettrodo è che lo ione idrossido, che è un portatore, reagisce facilmente con l'anidride carbonica nell'aria. Risolvere questo problema, tutti i dispositivi di valutazione sono stati migliorati in modo che il campione non venisse a contatto con l'aria.

In un nuovo studio pubblicato su ChemSusChem , ricercatori del Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), vale a dire Professore Associato Yuki Nagao e Ph.D. studenti Fangfang Wang e Dongjin Wang, è riuscito a identificare con precisione la conduttività dello ione idrossido e la quantità di acqua contenuta nel campione senza esporre il campione a film sottile all'aria. Sono stati sintetizzati polimeri cationici a base di fluoro, e Br ^- e OH ^- campioni come anioni contro sono stati preparati per il confronto. È stato rivelato che il film sottile di 270 nm di spessore contenente ioni idrossido presenta un'elevata conduttività degli ioni idrossido di 0,05 S cm ^-1 . Questa conduttività ionica era più del doppio del valore del film sottile contenente ioni Br, come mostrato nella Figura 1.

Sorprendentemente, è stato anche rivelato che la conduttività degli ioni idrossido della forma a film sottile contenente ioni idrossido era paragonabile a quella della forma a membrana spessa. Questa tendenza sembra essere diversa dai risultati riportati nei polimeri conduttivi protonici.

"Sviluppare una migliore comprensione di queste proprietà e del loro impatto sulla conduzione degli ioni idrossido sarà importante sia per chiarire i meccanismi di conduzione degli ioni idrossido sia per migliorare le prestazioni delle celle a combustibile, " spiega il professore associato Yuki Nagao di JAIST. Nuove scoperte sembrano essere un solido passo avanti verso una società dell'idrogeno.