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白金フリー水加ヒドラジン燃料電池を指向したアルカリ耐性グラフト型アニオン伝導電解質膜の開発

Development of alkaline durable anion exchange membranes prepared by radiation-induced grafting for Pt-free hydrazine hydrate fuel cell

吉村 公男; 越川 博; 八巻 徹也; 猪谷 秀幸*; 山口 進*; 田中 裕久*; 前川 康成

Yoshimura, Kimio; Koshikawa, Hiroshi; Yamaki, Tetsuya; Shishitani, Hideyuki*; Yamaguchi, Susumu*; Tanaka, Hirohisa*; Maekawa, Yasunari

既存のガソリンスタンドなどのインフラが利用可能な、常温で液体の水加ヒドラジンを燃料としたアニオン交換形燃料電池の実現には、アニオン伝導電解質膜のアルカリ耐性の革新的な改善が必須となっている。本研究では、これまで検討してきた放射線を利用して作製したグラフト膜の分解反応の起点となるベンジル位と$$beta$$水素を化学構造中に持たない新たなアニオン膜(AEM3)の合成方法の検討と、そのアルカリ耐性評価を行った。4(5)-ビニルイミダゾールのグラフト重合、イミダゾール部位のヨウ化メチルによるN-アルキル化、および水酸化カリウム(KOH)水溶液処理によるイオン反応により、アニオン膜AEM3(イオン交換容量: 2.26mmol/g)の合成ルートを確立した。AEM3の導電率、含水率はそれぞれ85mS/cm、85%であり、燃料電池動作に十分な値であった。60$$^{circ}$$C、1M水酸化カリウム中での導電率減少からアルカリ耐性を評価した結果、AEM3は、従来のアニオン膜に比べ浸漬初期の導電率の急激な減少が明確に抑制された。本結果より、分解の起点となるベンジル位と$$beta$$水素を分子構造中に含まない分子設計が、アルカリ耐性の向上に重要であることが確認できた。

no abstracts in English

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