在2005年1月19日于东京BigSight国际会展中心开幕的“第1届国际燃料电池展”上，可降低直接甲醇方式燃料电池（DMFC）普遍存在的甲醇渗透现象（甲醇由燃料极一侧向空气极一侧渗透的现象）的碳氢类电解质膜相继亮相。据了解，日立化成工业、日本德山、三井化学、日东电工和东亚合成展出了这类电解质膜。 　　日立化成工业展出的膜，相对于过去的氟类膜，将甲醇渗透降到了1/100（图1）。在30℃下使用浓度为10%的甲醇时，甲醇渗透度为0.002kg·m2/h，而氟类膜则为0.6kg·m2/h。“甚至在60℃也能达到同等水平”（日立化成工业），膜电阻（膜厚除以质子导电度）也“略微超过氟类膜”（日立化成工业）。该公司原先设想使用浓度为10～20%的甲醇，而开发成功了这种膜。不过，该公司方面表示今后将继续进行开发，以便最终使用甲醇与水达到等克分子量、即浓度为60%左右的甲醇，据介绍此时使用效率最高。 　　日本德山展出的膜，相对于氟类膜，可将甲醇渗透度降至1/5～1/10。膜电阻（3摩尔/L的硫酸中交流频率为1kHz时的电阻）方面，膜厚30μm的“BCM-210”为0.18Ω·cm2，膜厚32μm的“BCM-211”为0.14Ω·cm2。质子导电度据称和氟类膜基本相同。三井化学方面也展出了相对于氟类膜，甲醇渗透度约为1/10、质子导电度相同的芳香族碳氢类膜。东亚合成也展出了在聚烯烃类多孔膜中填充了碳氢类电解质的碳氢类膜，甲醇渗透度为氟类膜的1/5～1/10。 　　日东电工展出的是一种由氟类材料与碳氢类材料复合而成的膜。通过向氟类材料照射电子束，使之交联（Cross Linking）。之后继续照射电子束，分离出氢与氟，再加上碳氢类材料，使之磺化。甲醇浓度为40%的条件下，甲醇渗透度为氟类膜的1/5。此时的质子导电度与氟类膜相同。 　　除此之外，日东电工还展出了像东亚合成那样在多孔质石蜡类载体中分布有碳氢类电解质的电解质膜。此膜主要用于高分子固体电解质型燃料电池（PEFC），把氢气的渗透度降到了氟类膜的1/6以下，而且还可满足DMFC电解质膜的要求。另一方面，以上介绍的DMFC用碳氢类膜均可应用于PEFC，比如，日本德山已经推出的采用相同材料设计技术而开发的PEFC用碳氢类膜。 　　这些碳氢类电解质膜的成本据悉均低于氟类膜。量产时，日立化成表示“要达到氟类膜的1/10左右”，日本德山则称“大概在氟类膜的1/5左右，不过有望降到1/10～1/20”。日东电工则表示“成本必须要低于氟类膜”。 　　为了提高此类电解质膜与电极的亲和性，在电极粘合剂材料方面，日本德山与三井化学提出了采用碳氢化合物的方案（图2）。DMFC与PEFC的电极利用粘合剂将催化剂及其支撑物（碳）粘牢后制成。不过，假如粘合剂与电解质膜之间的亲和性差的话，其粘着性就会下降。过去，电极粘合剂也电解质膜一样，通常也采用氟类材料。而日本德山与三井化学考虑到这种亲和性以后，就提出了碳氢类粘合剂。

2005年1月19日から東京ビッグサイトで開催された「第1回国際燃料電池展」では，ダイレクトメタノール方式の燃料電池（DMFC）で課題となっているメタノールクロスオーバー（燃料極側から空気極側へメタノールが透過する現象）を低減する炭化水素系電解質膜の出展が相次いだ。目立ったところでは，日立化成工業，トクヤマ，三井化学，日東電工，東亞合成がそうした膜を出品した。 　日立化成工業が出展した膜は，従来のフッ素系膜に対してメタノールクロスオーバーを1/100に低減するもの（図1）。30℃，10質量％のメタノール使用時でメタノールのクロスオーバーは0.002kg･m2/h，フッ素系膜の場合は同0.6kg･m2/hという。「60℃でもほぼ同じレベルを達成」（同社）しており，プロトン伝導度を膜厚で割った膜抵抗でも「フッ素系の膜をやや上回る」（同社）としている。同社は，10～20質量％のメタノールを使うことを想定して同膜を開発しているが，最終的には最も効率が高いとされるメタノールと水が等モルとなる60質量％くらいのメタノールを使った場合を想定し，開発を進めていくとしている。 　トクヤマが出展したのは，フッ素系膜に対してメタノールクロスオーバーを1/5～1/10に低減するというもの。膜抵抗（3モル/Lの硫酸中における1kHzの交流に対する抵抗）は，膜厚30μmの「BCM-210」の場合で0.18Ω･cm2，膜厚32μmの「BCM-211」の場合で0.14Ω･cm2，プロトン伝導度はフッ素系膜とほぼ同じとしている。三井化学の場合も，フッ素系膜に対しメタノールクロスオーバーが約1/10，プロトン伝導度が同等という芳香族炭化水素系の膜を出品。東亞合成も，ポリオレフィン系の多孔質膜に炭化水素系の電解質を充てんしたという炭化水素系の膜を出展しており，メタノールクロスオーバーはフッ素系膜の1/5～1/10としている。 　これらに対し，日東電工が出展したのが，フッ素系膜と炭化水素系を融合した膜。フッ素系の材料に電子線を照射してそれらを架橋させ，さらに電子線を照射することで水素やフッ素を引き抜き，そこに炭化水素系の材料をつけてスルホン化する。メタノール濃度が40質量％の場合で，メタノールクロスオーバーはフッ素系膜の1/5。その場合のプロトン伝導度はフッ素系膜並みという。 　日東電工は，これに加えて東亞合成のように多孔質のオレフィン系基材に炭化水素系の電解質を浸透させた電解質膜も出展した。これは，高分子固体電解質型燃料電池（PEFC）向けに水素ガスのクロスオーバーをフッ素系膜の1/6以下に低減したものだが，DMFCの電解質膜にも応用可能という。逆に，これまで紹介したDMFC用の炭化水素系膜は，いずれもPEFCへ応用可能なものであり，例えばトクヤマでは，同じ材料設計の技術を使って開発したPEFC用の炭化水素系膜を出品していた。 　こうした炭化水素系を使った電解質膜のコストは，いずれもフッ素系膜以下としている。量産時には，日立化成は「フッ素系の1/10くらいを目指す」としており，トクヤマは「フッ素系の1/5くらいであるが，1/10～1/20まではいけると考えている」という。日東電工は「フッ素系よりは安くしないとけいない」としている。 　さらに，こうした炭化水素系の電解質膜と電極の親和性を上げるために，電極のバインダ材料として炭化水素系のものを提案していたのが，トクヤマと三井化学である（図2）。DMFCやPEFCの電極は触媒とそれを担持するカーボンをバインダで固めて作るが，そのバインダと電解質膜の親和性が悪いと，それらの密着性が落ちる。従来は，電解質膜と同様，電極のバインダもフッ素系のものが通常だったが，両社はそうした親和性を考えて炭化水素系のバインダを提案した。