Alors que la décarbonation progresse rapidement dans le monde, les piles à combustible offrent un rendement électrique potentiellement plus élevé que les systèmes de production d'électricité conventionnels. Les piles à combustible à membrane échangeuse d'anions offrent des avantages d'utiliser des catalyseurs de métaux non précieux par rapport aux piles à combustible à membrane échangeuse de protons. L'un des défis de cette pile à combustible de nouvelle génération est de clarifier la conductivité des ions hydroxyde dans le polymère conducteur d'ions autour du catalyseur d'électrode. La difficulté d'étudier la conductivité de l'ion hydroxyde à l'interface de l'électrode est que l'ion hydroxyde, qui est un transporteur, réagit facilement avec le dioxyde de carbone dans l'air. Pour résoudre ce problème, tous les appareils d'évaluation ont été améliorés afin que l'échantillon n'entre pas en contact avec l'air.

Dans une nouvelle étude publiée dans ChemSusChem , des chercheurs du Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), à savoir le professeur agrégé Yuki Nagao et Ph.D. étudiants Fangfang Wang et Dongjin Wang, réussi à identifier avec précision la conductivité des ions hydroxyde et la quantité d'eau contenue dans l'échantillon sans exposer l'échantillon de film mince à l'air. Des polymères cationiques à base de fluor ont été synthétisés, et Br ^- et OH ^- des échantillons en tant que contre-anions ont été préparés pour comparaison. Il a été révélé que le film mince de 270 nm d'épaisseur contenant des ions hydroxyde présente une conductivité élevée des ions hydroxyde de 0,05 S cm ^-1 . Cette conductivité ionique était plus de deux fois plus élevée que la valeur du film mince contenant des ions Br- comme le montre la figure 1.

Étonnamment, il a également été révélé que la conductivité des ions hydroxyde de la forme à film mince contenant des ions hydroxyde était comparable à celle de la forme à membrane épaisse. Cette tendance semble être différente des résultats rapportés dans les polymères conducteurs de protons.

« Mieux comprendre ces propriétés et leurs impacts sur la conduction des ions hydroxyde sera important à la fois pour clarifier les mécanismes de conduction des ions hydroxyde et améliorer les performances des piles à combustible, " explique le professeur agrégé Yuki Nagao de JAIST. De nouvelles découvertes semblent être une étape solide vers une société de l'hydrogène.