線グラフト重合によるアニオン型電解質膜の作製とその電池特性; 架橋剤による効果

Preparation of anion-exchange membranes by radiation grafting and their cell testing; Effect of crosslinker

越川 博; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 前川 康成; 山口 進*; 山本 和矢*; 朝澤 浩一郎*; 山田 浩次*; 田中 裕久*

Koshikawa, Hiroshi; Yamaki, Tetsuya; Asano, Masaharu; Maekawa, Yasunari; Yamaguchi, Susumu*; Yamamoto, Kazuya*; Asazawa, Koichiro*; Yamada, Koji*; Tanaka, Hirohisa*

クロロメチルスチレンの線グラフト重合及びトリメチルアミン(TMA)の四級化によりアニオン交換型電解質膜を作製し、OH置換後の膜特性を検討している。膨潤によるヒドラジンの透過を防ぐ目的で、グラフト重合時に架橋剤のジビニルベンゼン(DVB)を0-1.5vol%加えて電解質膜を作製した。グラフト膜内のクロロメチル基をTMAで四級化した割合は、DVB 0vol%及び0.5vol%の条件のときは89-98%なのに対し、DVB 1.5vol%では12-64%に低下した。これは、架橋密度が高まるにつれて、TMAが膜内に浸透しにくくなるためと考えられる。ClformではDVB架橋によって含水率が低下したが、OHformでは架橋の効果は得られず、アニオン交換型電解質膜の膨潤抑制機構はプロトン交換型のそれと異なることが示唆される。

We prepared anion-exchange membranes based on an ethylene-tetrafluoroethylene copolymer by -ray-induced graft polymerization of chloromethylstyrene (CMS) and the subsequent quaternization reaction. The crosslinker effect was investigated in terms of membrane preparation and performance of a hydrazine fuel cell. The quaternization ratio appeared to decrease as the concentration of divinylbenzene (DVB) in the CMS grafting solution increased. Importantly, the crosslinker lowered the water uptake of the resulting membranes in the Cl and OH forms, possibly thereby restricting excessive swelling during the fuel-cell operation.