ポリフッ化ビニリデンへの光グラフト重合による燃料電池用電解質膜の調製と特性

Preparation and characterization of PVDF-based photografted electrolyte fuel cell membranes

湯澤 厚輔*; 山本 利徳*; 黒田 真一*; 久保田 仁*; Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 吉田 勝

Yuzawa, Atsusuke*; Yamamoto, Toshinori*; Kuroda, Shinichi*; Kubota, Hitoshi*; Chen, J.; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Yoshida, Masaru

光グラフト重合を利用した新規な燃料電池用電解質膜の作製を試み、得られた膜のイオン交換容量,プロトン伝導性及び耐久性などの特性を評価した。キトサンを塗布した膜厚の異なる(25, 50, 100m)ポリフッ化ビニリデン(PVDF)膜をスチレン-水/アセトン(1/5vol%)溶液中に入れ、液相系光グラフト重合を行った。次いで、このグラフト膜を、0.2Mのクロロスルホン酸を含むジクロロエタン溶液に浸漬し、スルホン化した。19.8%のグラフト率をもつ膜厚の異なるPVDF膜をスルホン化して得た電解質膜の膜厚方向と膜面方向におけるプロトン伝導性を測定したところ、膜厚によって双方のプロトン伝導性に差異が生じることがわかった。すなわち、25, 50, 100m厚さのPVDF膜の膜面方向におけるプロトン伝導性は、それぞれ0.052, 0.073, 0.080S/cmであったが、膜厚方向では0.085, 0.125, 0.142S/cmになり、すべての膜厚のPVDF膜において膜面方向より膜厚方向のプロトン伝導性が大きくなった。さらに、膜厚が大きくなるほど膜面方向と膜厚方向でのプロトン伝導性の差が広がることがわかった。

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