放射線によるアニオン交換形高分子電解質膜の開発; 架橋とグラフト重合による試み

Development of anion-exchange polymer electrolyte membranes by radiation techniques; Radiation-induced crosslinking and grafting

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

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

燃料電池向けプロトン(カチオン)交換膜の開発において、放射線による架橋とグラフト重合を組合せたプロセスが有用であることを明らかにしてきた。特に、グラフト重合の基材であるフッ素系高分子膜の架橋や多官能性モノマーを用いたグラフト共重合によって、実用化の要求を満たす材料の開発に成功している。一方、アニオン交換膜の開発については、放射線グラフト重合による作製がこれまでに報告されているものの大きな進展は見られず、未だその端緒についたばかりである。ここでは、OH伝導性を維持しつつも、含水に伴う膨潤を抑制しヒドラジン透過抑制能を向上させるためのわれわれによる試みを紹介したい。

We prepared new membrane materials by radiation techniques for application in alkaline fuel cells, especially in direct hydrazine fuel cells. Our unique method based on radiation-induced crosslinking and grafting, which previously proved to be an effective way of obtaining high-performance proton exchange membranes, has been used for developing anion-exchange membranes superior to those by the conventional radiation grafting. New attempts here were the -ray crosslinking of the poly(ethylene-co-tetrafluoroethylene) base film and chloromethylstyrene grafting with addition of a chemical crosslinker, divinylbenzene. The crosslinked anion-exchange membranes exhibited high OH conductivity in their fully hydrated state and low water uptake, implying practical usefulness of our method.