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Xeイオン照射ETFE系燃料電池用電解質膜の作製; UVグラフトと$$gamma$$線グラフトの比較

Preparation of fuel cell electrolytes by UV- and $$gamma$$-induced grafting methods of styrene onto Xe ion irradiated poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene)

木村 祥亮*; 山本 利徳*; 黒田 真一*; 片貝 良一*; 久保田 仁*; Chen, J.; 浅野 雅春; 前川 康成; 吉田 勝

Kimura, Yosuke*; Yamamoto, Toshinori*; Kuroda, Shinichi*; Katakai, Ryoichi*; Kubota, Hitoshi*; Chen, J.; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Yoshida, Masaru

イオンビームにより形成される潜在飛跡領域と基材表面層に選択的にグラフト鎖を導入することを目的に、基材表面にのみラジカル生成が可能な光グラフト(UV法)と基材内部にまでラジカル生成が可能な$$gamma$$線グラフト($$gamma$$法)を利用することで、寸法変化を抑制した高プロトン伝導性電解質膜の作製を目指した。ETFE膜に129Xe$$^{23+}$$イオン(3.5MeV/n)を照射した膜に、UV法と$$gamma$$法によりStを後グラフト重合した後、スルホン化し電解質膜を作製した。同程度の$$sigma$$を持つ電解質膜の含水率を尺度とした寸法変化に及ぼす影響を検討したところ、UV法に比べて$$gamma$$法の含水率は約1/2にまで抑制された。$$gamma$$法における電解質膜の含水抑制は、アルコール系溶媒が基材内部にまでラジカルが存在するにもかかわらず、表面化学修飾にのみ作用したためと結論した。一方、UV法の場合、グラフト鎖は基材全体に導入されるため高い含水率を示したと考えた。

Polymer electrolyte fuel cell membranes based on poly(ethylene-co-tetrafluororthylene) (iETFE) irradiated with Xe ions as a function of fluence were prepared by UV- and $$gamma$$-grafting methods. In the case of $$gamma$$-grafting method, both the degree of grafting and the ion exchange capacity showed a higher value compared with UV-grafting method. It was able to be presumed from the results of water uptake that the change in dimension of the membrane obtained by $$gamma$$-grafting method is controlled compared with that of UV-grafting method.

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