日本山梨大学的宫武健治教授等人组成的研究团队开发出了可以在120℃的高温下工作的燃料电池电解质膜。目前燃料电池车等使用的电池的适宜工作温度约为80℃。如果能在高温下使用，将有可能输出更大的电流，从而有助于开发发电量更大的燃料电池。该团队希望该技术应用于卡车等大型车辆，并计划在10年内实现实用化。
通过氢和氧获得电能的燃料电池，作为不排放温室气体二氧化碳（CO2）的发电技术，在汽车和家用领域正逐渐普及。用于汽车等的固体高分子型燃料电池的电解质膜将正极和负极隔开，是影响决定性能的氢离子移动的主要材料。
典型的电解质膜由高分子薄膜和补强材料组成，二者均使用氟。在低温下可以只让氢离子通过膜，耐久性比较高。但在高温下耐久性会下降，存在不仅是氢离子，氢分子也能通过膜的问题。氢与氧直接发生反应可能会导致爆炸，因此需要开发即使在高温下也只允许通过离子的坚固薄膜。
研究团队已经证实，利用名为“聚苯”的高分子可以制造出耐热性优异的电解质膜，此次对其进一步进行了改良。聚苯虽然耐高温，只允许离子通过，但很难与氟类树脂补强材料结合。
宫武教授介绍说，在部分聚苯薄膜中混合氟后发现，“两者的亲和性提高，可以与补强材料很好地结合在一起”。新开发的薄膜即使在100～120度的高温和低湿度下，氢离子也能充分流动。
另外，研究团队通过重复干燥和潮湿状态的实验，调查了电解质膜对湿度的耐久性。燃料电池发电时会产生水，因此湿度会升高。不发电时湿度则下降。宫武教授表示：“电池的寿命取决于其对湿度变化的承受能力”。
新薄膜经过2000次以上的湿度变化也没有劣化，与普通薄膜相比，表现出5倍以上的耐久性。今后计划开发能承受2万次湿度变化（美国能源部的实用化指标）的薄膜。
该电解质膜的目标工作温度为150℃。宫武教授表示，这是“大型卡车和翻斗车等配备燃料电池时的预期温度”。电极等燃料电池其他部分的性能也需要提高。
电解质膜还能用于燃料电池以外的2次电池和水的电解，其他用途也值得期待。
日文：北川舞，《日经产业新闻》，2021/09/06
中文：JST客观日本编辑部
