北陸先端科学技術大学院大学と名古屋大学は，燃料電池材料の心臓部にあたる水素イオン交換膜の水素イオン伝導性をポリマーの配向性を利用することで高性能化することに成功した。
次世代エネルギーの一つとして注目されている燃料電池の多くの材料には，高性能化や低コスト化が求められている。固体高分子形燃料電池の心臓部である水素イオン交換膜に対しても，高性能と低コストを両立させる設計方針が求められてきた。
今回研究グループは，剛直な主鎖骨格を有するポリイミドの配向性を利用することで室温における水素イオン伝導性を従来材料であるNafion膜と比較して約5倍高めることに成功した。これは，ポリイミドが配向構造を有した状態の場合，水分子を取り込むことで水素イオン伝導性が増大し，Nafionの水素イオン伝導性を超えることを見出したことによる。
ポリイミドは，強酸性のスルホン酸基が側鎖に付いたスルホン化ポリイミドを合成した。配向膜の作製は，石英基板上におけるスピンコート法によった。配向膜の同定は，赤外分光法の一種である多角入射分解分光法（MAIRS）で行なった。得られた薄膜の電気伝導特性（室温）を調べると，Nafion膜よりも5倍高い2.6 x 10-1 S cm-1であることを見出した。
この成果により，次世代エネルギーで注目される燃料電池における，水素イオン交換膜に対して，低コストを維持したまま従来膜よりも高い水素イオン伝導性を得ることができる可能性が強まった。将来的には，高効率・低コストな水素イオン交換膜の作成など，環境にやさしい燃料電池（例えばエネファームや燃料電池自動車）への応用展開が期待される。
詳しくは北陸先端科学技術大学院大学プレスリリースへ。
