架橋ポリテトラフルオロエチレンを基材とした電解質膜のプロトン伝導特性

Proton conductive properties of electrolyte membranes based on crosslinked polytetrafluoroethylene

八巻 徹也; 澤田 真一; 浅野 雅春; 吉田 勝

Yamaki, Tetsuya; Sawada, Shinichi; Asano, Masaharu; Yoshida, Masaru

日本原子力研究開発機構では、放射線を利用した独自の高分子加工技術により、ナフィオンに代替する電解質膜の開発を進めている。そして最近、PTFE膜に放射線で架橋構造を付与し、それに放射線グラフト重合法を応用することにより、プロトン伝導を担う官能基(スルホン酸基)の量を従来の3倍にまで高めた新しいフッ素系高分子電解質膜を作製することに成功した。これまでの研究において、スルホン酸基の量を制御した架橋PTFE電解質膜に対し、温度,相対湿度の制御下でプロトン伝導性を評価したところ、その指標である伝導率が最大でナフィオンの2倍に達することがわかった。この値は、R.H.を下げても大きく低下せず、低加湿の条件下であっても高伝導膜として十分に機能した。本稿では、研究のきっかけとなったPTFEの架橋技術をはじめに概説した後、独自開発による架橋PTFE電解質膜の作製法、さらにはプロトン伝導性とそれに関連する基礎研究を紹介する。

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