フッ素ポリマーの光グラフト重合による燃料電池用電解質膜の作製

Preparation of fuel cell membranes by UV-induced grafting of fluoropolymers

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

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

光グラフト重合を利用した電解質膜の作製におけるフッ素系高分子基材の影響について検討した。光グラフト重合は、疎水性モノマー(スチレンなど)と水の両方に可溶な有機溶媒中にキサントンを塗布した高分子フィルムを浸漬し、高圧水銀ランプを用いて、窒素ガス雰囲気下、60Cで行った。グラフト膜をスルホン化して得た電解質膜の膜厚方向のプロトン伝導度から、グラフト鎖は、いずれの基材においても膜断面を貫通していることが確認できた。しかしながら、ナフィオン相当のプロトン伝導度(0.06S/cm)を得るために、グラフト率は基材によって異なり、PTFE, PVDF, ETFEに対し、7%, 18%, 26%のグラフト率が必要であることも判明した。これらの基材の結晶化度は、上述の順で、64%, 46%, 34%である。グラフト鎖は結晶領域に伸張しないことから、低グラフト率で高プロトン伝導度の機能発現の要因として、結晶構造の違いが考えられる。

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