日本山梨大學的宮武健治教授等人組成的研究團隊開發出了可以在120℃的高溫下工作的燃料電池電解質膜。目前燃料電池車等使用的電池的適宜工作溫度約爲80℃。如果能在高溫下使用，將有可能輸出更大的電流，從而有助於開發發電量更大的燃料電池。該團隊希望該技術應用於卡車等大型車輛，並計劃在10年内實施實用化。
透過氫和氧獲得電能的燃料電池，作爲不排放溫室氣體二氧化碳（CO2）的發電技術，在汽車和家用領域正逐漸普及。用於汽車等的固體聚合物型燃料電池的電解質膜將正極和負極隔開，是影響決定性能的氫離子行程的主要材料。
典型的電解質膜由聚合物薄膜和補強材料組成，二者均使用氟。在低溫下可以只讓氫離子透過膜，耐久性比較高。但在高溫下耐久性會下降，存在不僅是氫離子，氫分子也能透過膜的問題。氫與氧直接發生反應可能會導致爆炸，因此需要開發即使在高溫下也只允許透過離子的堅固薄膜。
研究團隊已經證實，利用名爲「聚苯」的聚合物可以製造出耐熱性優異的電解質膜，此次對其進一步進行了改良。聚苯雖然耐高溫，只允許離子透過，但很難與氟類樹脂補強材料結合。
宮武教授介紹說，在部分聚苯薄膜中混合氟後發現，「兩者的親和性提高，可以與補強材料很好地結合在一起」。新開發的薄膜即使在100～120度的高溫和低溼度下，氫離子也能充分叉流動。
另外，研究團隊透過重複乾燥和潮溼狀態的實驗，調查了電解質膜對溼度的耐久性。燃料電池發電時會產生水，因此溼度會升高。不發電時溼度則下降。宮武教授表示：「電池的壽命取決於其對溼度變化的承受能力」。
新薄膜經過2000次以上的溼度變化也沒有劣化，與普通薄膜相比，表現出5倍以上的耐久性。今後計劃開發能承受2萬次溼度變化（美國能源部的實用化指標）的薄膜。
該電解質膜的目標工作溫度爲150℃。宮武教授表示，這是「大型卡車和倒垃圾等配備燃料電池時的預期溫度」。電極等燃料電池其他部分的性能也需要提高。
電解質膜還能用於燃料電池以外的2次電池和水的電解，其他用途也值得期待。
日文：北川舞，《日經產業新聞》，2021/09/06
中文：JST客觀日本編輯部
