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放射線を利用したアニオン交換型電解質膜の作製とその電池特性; 架橋ETFE基材の含水抑制効果

Preparation of anion-exchange membranes using ionizing radiation and their cell testing; Swelling-suppression effect due to crosslinking of ETFE base films

越川 博; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 前川 康成; 山本 和矢*; 三瓶 文寛*; 朝澤 浩一郎*; 山口 進*; 山田 浩次*; 田中 裕久*

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

放射線グラフト重合によりアニオン交換型電解質膜を作製し、ヒドラジン燃料電池への応用を検討している。グラフト重合の前に基材を架橋させて電解質膜を作製し含水率の抑制を検討した。エチレン-テトラフルオロエチレン共重合(ETFE)膜に500kGyの$$gamma$$線照射及び120$$^{circ}$$C, 24hのアニーリングにより、架橋ETFE膜を作製した。50kGyの$$gamma$$線照射,クロロメチルスチレン50vol%ジオキサン溶液でグラフト重合及び30%トリメチルアミン(TMA)水溶液による四級化反応、及び水酸化カリウム水溶液によるOH$$^{-}$$置換により、アニオン交換型電解質膜を作製した。含水率はCl$$^{-}$$formでは架橋膜,未架橋膜で差が小さく、架橋膜がわずかに増加したが、OH$$^{-}$$formでは全体的に増加し、架橋,未架橋の差も拡大した。プロトン交換型電解質膜で膨潤抑制効果があった架橋条件では、アニオン交換型電解質膜の膨潤抑制は不十分なことが示唆された。

We prepared anion-exchange membranes based on $$gamma$$-ray crosslinked ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) by $$gamma$$-ray-induced graft polymerization of chloromethylstyrene (CMS) and the subsequent quaternization reaction. Little effect of radiation crosslinking was observed for the degree of CMS grafting and the quaternization ratio. Interestingly, however, the crosslinking structure in ETFE was found to lower water uptake of the resulting membranes in the OH form, thereby restricting excessive swelling during hydrazine-fuel-cell operation.

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