Polymer electrolyte hybrid membranes prepared by radiation grafting of -styryltrimethoxysilane into poly(ethylene--tetrafluoroethylene) films

スチリルトリメトキシシラングラフトしたETFEハイブリッド電解質膜の作製

Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 吉田 勝

Chen, J.; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Yoshida, Masaru

高導電性及び高耐熱性を同時に持つハイブリッド電解質膜を作製するために、芳香族ビニルシランであるスチリルトリメトキシシランのエチレン-テトラフロオロエチレン共重合体フィルムへの放射線グラフト重合を試みた。グラフトしたスチリトリメトキシシランをクロロスルホン酸によりスルホン化し、次に塩酸水溶液中で加水分解・シラン縮合することにより高性能ハイブリッド型電解質膜を合成することができた。このハイブリッド型電解質膜は従来のナフィオン電解質膜と比べ、導電性,含水性及び耐熱性などに優れた特性を持つことがわかった。

In order to prepare a polymer electrolyte hybrid membrane with both high proton conductivity and high thermal stability, the -styryltrimethoxysilane was first grafted into ETFE film by -ray preirradiation. The grafted film was then sulfonated to attach sulfonic acid groups onto the aromatic rings of the graft chains, and finally hydrolyzed and condensed to introduce silane-crosslinking between the graft chains. The preparation conditions for grafting and sulfonation, and the properties of the resulting polymer electrolyte membrane, such as ion exchange capacity, proton conductivity, water uptake, and thermal stability, were investigated with respect to its application in fuel cells. It is concluded that the properties of the new polymer electrolyte hybrid membrane are comparable to Nafion, and are superior to a styrene-grafted membrane.