外媒報道，近日，發(fā)表在《先進材料科學(xué)與技術(shù)》(Science and Technology of Advanced Materials)雜志上的一篇綜述表示，讓氫燃料電池薄膜的分子更具有結(jié)構(gòu)性，可以提高其效率，而氫燃料電池可以為電動汽車和其他工業(yè)應(yīng)用提供能源。

(圖片來源：日本先進科學(xué)技術(shù)研究所)

氫燃料電池是電動汽車產(chǎn)生能源的部件，為了發(fā)揮作用，氫燃料電池需要能夠?qū)浞肿臃至殉蓭д姾傻馁|(zhì)子以及帶負電荷的電子，而一種特殊類型的膜 ——質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物膜就具備該功能。該膜只允許質(zhì)子通過，而電子會繞著薄膜產(chǎn)生所需的電流，然后通過一層薄薄的“離子交聯(lián)聚合物”膜運輸質(zhì)子進入電化學(xué)催化劑，在電化學(xué)催化劑中電子和質(zhì)子會重新結(jié)合。

研究表明，在較厚的質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物膜中傳輸質(zhì)子比在較薄的離子交聯(lián)聚合物膜中更好。

日本先進科學(xué)技術(shù)研究所(Japan Advanced Institute of Science and Technology)材料科學(xué)家Yuki Nagao表示，必須研究質(zhì)子傳輸?shù)牡诙糠?，以改善燃料電池的性能，因此他多年來一直在研究質(zhì)子傳導(dǎo)膜。Yuki Nagao教授采用最先進的技術(shù)，一直在研究離子交聯(lián)聚合物膜的分子結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部的組織結(jié)構(gòu)越好，就越能更好地傳導(dǎo)質(zhì)子。

氫燃料電池中常用的一些離子膜都是用全氟磺酸制成，此類薄膜可以放置在由硅氧化物、氧化鎂或噴鍍的鉑或金等物質(zhì)制成的表面上。Nagao發(fā)現(xiàn)，此種薄膜中的質(zhì)子傳導(dǎo)率取決于此類表面的類型，并可能影響到燃料電池的性能。

在另一種由烷基磺化聚酰亞胺制成的薄膜中，其分子會隨著吸水率的增加也變得更具結(jié)構(gòu)性，這一特性是在加入溶劑時，該材料能夠進入液晶相導(dǎo)致的。

現(xiàn)在，仍需要進一步的研究，以了解如何通過應(yīng)用外部磁場，利用其液晶特性，或通過在薄膜內(nèi)的聚合物鏈之間建立氫鍵網(wǎng)絡(luò)，以控制分子結(jié)構(gòu)，將有助于研發(fā)利用高質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物膜的各種應(yīng)用。