Improvement of chemical stability of polymer electrolyte fuel cell membranes by grafting of new substituted styrene monomers into ETFE films

放射線グラフト重合を利用した高安定性を有する電解質膜の合成

Chen, J.; 浅野 雅春; 八巻 徹也; 吉田 勝

Chen, J.; Asano, Masaharu; Yamaki, Tetsuya; Yoshida, Masaru

電解質膜の耐久性を向上させるために、スチレンに代わるモノマーとして、スチレンの誘導体であるメチルスチレン(MeSt)及びt-ブチルスチレン(tBuSt)さらに架橋剤として、高密度の架橋構造の付与が期待できるジビニルベンゼン(DVB)を組合せた新規な電解質膜を放射線グラフト重合法により合成した。このようにして得た36%のグラフト率を持つ電解質膜は、ゴア膜に比べて高いプロトン導電性を持つことがわかった。また、膜の安定性は、スチレン/DVB膜に比べて3倍向上した。

The MeSt/tBuSt/DVB-grafted polymer electrolyte membrane showed a high performance for the fuel cell applications. The tBuSt contributed the high chemical stability while the MeSt contributed the high conductivity to the resulted membrane. The DVB crosslinker in the membrane further improved the chemical stability. The new polymer electrolyte membrane with a degree of grafting of 36% showed proton conductivity as high as the Gore-Select membrane, and the durability time was about 3 times longer than that of the traditional styrene/DVB-grafted one. Therefore, the MeSt/tBuSt/DVB-grafted polymer electrolyte membrane was more possible to be used for the fuel cells.