A medida que la descarbonización avanza rápidamente en el mundo, Las pilas de combustible ofrecen una eficiencia eléctrica potencialmente mayor que los sistemas de generación de energía convencionales. Las celdas de combustible de membrana de intercambio aniónico ofrecen ventajas de utilizar catalizadores de metales no preciosos que las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones. Uno de los desafíos de esta celda de combustible de próxima generación es aclarar la conductividad del ión hidróxido en el polímero conductor de iones alrededor del catalizador del electrodo. La dificultad de estudiar la conductividad del ion hidróxido en la interfaz del electrodo es que el ion hidróxido, que es un portador, reacciona fácilmente con el dióxido de carbono en el aire. Para resolver este problema, Se mejoraron todos los dispositivos de evaluación para que la muestra no entrara en contacto con el aire.

En un nuevo estudio publicado en ChemSusChem , investigadores del Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Japón (JAIST), a saber, el profesor asociado Yuki Nagao y el Ph.D. estudiantes Fangfang Wang y Dongjin Wang, logró identificar con precisión la conductividad del ión hidróxido y la cantidad de agua contenida en la muestra sin exponer la muestra de película delgada al aire. Se sintetizaron polímeros catiónicos a base de fluoreno, y Br ^- y oh ^- se prepararon muestras como contraaniones para comparación. Se reveló que la película delgada de 270 nm de espesor que contiene iones de hidróxido exhibe una alta conductividad de iones de hidróxido de 0.05 S cm. ^-1 . Esta conductividad iónica fue más del doble que el valor de la película delgada que contiene iones Br- como se muestra en la Figura 1.

Asombrosamente, También se reveló que la conductividad del ión hidróxido de la forma de película fina que contiene iones hidróxido era comparable a la de la forma de membrana gruesa. Esta tendencia parece ser diferente de los resultados reportados en polímeros conductores de protones.

"Desarrollar una mejor comprensión de estas propiedades y sus impactos en la conducción de iones hidróxido será importante tanto para aclarar los mecanismos de conducción de iones hidróxido como para mejorar el rendimiento de la pila de combustible, "explica el profesor asociado Yuki Nagao de JAIST. Los nuevos hallazgos parecen ser un paso sólido hacia una sociedad del hidrógeno.