検索対象:     
報告書番号:
※ 半角英数字
 年 ~ 
 年

放射線グラフト重合により作製したアニオン交換形電解質膜の発電特性

Fuel cell performance of anion exchange polymer electrolyte membranes prepared by radiation-induced grafting

前川 康成; Sinnananchi, W.; 越川 博; 八巻 徹也; 浅野 雅春; 山本 和矢*; 三瓶 文寛*; 朝澤 浩一郎*; 山口 進*; 田中 裕久*

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

企業との共同研究で進めている貴金属フリー液体燃料電池への適用を目的に、放射線グラフト重合によるアニオン交換形電解質膜の開発を進めている。今回、ETFE膜にクロロメチルスチレン(CMS)をグラフト重合後、グラフト鎖のトリメチルアミンによる4級化により作製したグラフト形電解質膜(TMA)について、その耐久性に重要な安定性に及ぼす電解質膜の対アニオンの効果を調べた。電解質膜の対アニオンである水酸化物や重炭酸化物では、塩化物に比べて含水率,導電率$$sigma$$ともに高い値を示した。このことから強塩基であるアンモニウム塩に対して、弱酸の対アニオンとの組合せでは電解質膜が不安定であり、トリメチルアミンからなるアニオン伝導電解質膜が低耐久性であることが推察された。そこで、含水率を下げる目的で疎水性のアルキルアミン(ブチルジメチルアミン)からなる電解質膜(BDMA)を作製した。得られた電解質膜は、燃料電池作動温度である80$$^{circ}$$Cにおいて、大気中,水中,塩基性溶液中でグラフト形電解質膜(TMA)よりも安定であることが確認できた。

Anion-exchange membranes (AEM) for hydrazine fuel cells, in which non precious metals are used as a electrode catalyst, were prepared using radiation techniques. The grafted AEM were prepared by the radiation-induced graft polymerization of chloromethylstyrene (CMS) into poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) (ETFE) films and subsequent quaternization of the grafts with trimethylamine. When the grafted AEM were treated in 1M-KOH and washed with N$$_{2}$$-saturated water, the membranes with chloride form (ETFE-TMAMS(Cl)) can be converted quantitatively to hydroxide form (ETFE-TMAMS(OH)) without the formation of the bicarbonate form. The grafted AEM with IEC of 2.0 mmol/g showed the maximum power density of more than 300 mW/cm$$^{2}$$ with stability for 400 hours under the operation at 80$$^{circ}$$C.

Access

:

- Accesses

InCites™

:

Altmetrics

:

[CLARIVATE ANALYTICS], [WEB OF SCIENCE], [HIGHLY CITED PAPER & CUP LOGO] and [HOT PAPER & FIRE LOGO] are trademarks of Clarivate Analytics, and/or its affiliated company or companies, and used herein by permission and/or license.