日本名古屋大學在與美國賓夕法尼亞大學的共同研究中，成功提升了應用於水電解等領域之雙極膜(Bipolar Membrane)的性能。研究團隊在雙極膜中夾入氧化鈦奈米片材，藉以產生局部電場，進而將單位重量的電流密度提高了1,000倍，可望藉此促進綠色氫氣製造及二氧化碳資源化等應用。
研究團隊在以陰離子交換膜與陽離子交換膜貼合而成的雙極膜界面中嵌入氧化鈦奈米片。過去多為嵌入奈米粒子，此次以厚度僅1 nm的奈米片取代，促使陰/陽離子交換膜的間距更為接近；原本距離為數百奈米，現在大幅縮小。
新開發的雙極膜在水電解時的過電壓僅為0.25 V，約為既有奈米粒子型觸媒層的一半；而在觸媒單位重量下的電流密度則提升至原本的1,000倍。此成果表示可更有效率地將電能應用於水分解反應。雙極膜的功能在於將水分子分解為氫離子與氫氧根離子，並可進一步與二氧化碳反應生成化合物，未來在各領域的應用將持續擴大。