阴离子导电聚合物薄膜中氢氧根电导率的首次测量

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2021年5月10

随着世界上脱碳技术的迅速发展，燃料电池可能比传统发电系统提供更高的电力效率。

与质子交换膜燃料电池相比，阴离子交换膜燃料电池具有使用非贵金属催化剂的优点。下一代燃料电池的挑战之一是澄清电极催化剂周围离子导电聚合物中的氢氧根离子电导率。研究氢离子在电极界面电导率的难点在于氢离子作为一种载体，容易与空气中的二氧化碳发生反应。为了解决这一问题，对所有的评价装置进行了改进，使样品不与空气接触。

一项新研究发表在ChemSusChem(Accepted Article)，日本高等科学技术研究所(JAIST)的副教授Yuki Nagao和博士生Fangfang W亚博老虎机网登录ang和Dongjin Wang成功地在不将薄膜样品暴露于空气的情况下，准确地识别了样品中氢氧根离子电导率和含水量。合成了芴基阳离子聚合物^-噢,^-制备了作为反阴离子的样品进行比较。结果表明，270 nm厚的氢氧根离子薄膜具有0.05 S cm的氢氧根离子电导率^－1．该离子电导率是含溴薄膜的两倍以上^-如图1所示。

令人惊讶的是，还发现含有氢氧根离子的薄膜形式的氢氧根离子电导率与厚膜形式相当。这一趋势似乎与质子导电聚合物的研究结果不同。

“更好地理解这些特性及其对氢氧根离子传导的影响，对于澄清氢氧根离子传导机制和提高燃料电池性能都是很重要的。”JAIST副教授Yuki Nagao解释道。新的发现似乎是迈向氢社会的坚实的一步。