安全な「水素吸蔵材料による無電力型爆発防止システム」の開発研究,3; 水素選択透過性隔膜の製作および評価

Development of the safe and non-electric power type explosion prevention system with hydrogen storage materials, 3; Preparation and evaluation of hydrogen

前川 康成; 長谷川 伸; 澤田 真一; Chen, J.; 橋本 直幸*; 磯部 繁人*

Maekawa, Yasunari; Hasegawa, Shin; Sawada, Shinichi; Chen, J.; Hashimoto, Naoyuki*; Isobe, Shigehito*

原子炉建屋に適合する無電力爆発防止システムの安全性の確保を目的に、水素吸蔵材を水蒸気や酸素から保護する水素選択透過膜の開発を進めた。ガス透過性の高い多孔性ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を出発基材として、放射線グラフト重合技術により、4-トリメトキシシリルスチレン(STMS)及びアクリル酸をグラフト重合したSTMSグラフト膜及びAAcグラフト幕を作製した。グラフト率23%のSTMSグラフト膜及び24%のAAcグラフト膜の水蒸気透過度は0.57及び0.9310mol/ms Paであった。一方、それぞれの膜の水素透過度は4.6及び10.610mol/ms Paと、水蒸気よりも8.1倍及び12倍高い値であった。以上の結果から、放射線グラフト重合による高分子多孔膜空隙のグラフト鎖による充填は、水蒸気に対して水素を選択的に透過する水素選択透過膜の作製に有効であることが確認できた。

For establishing a safe and non-electric power type explosion prevention system with hydrogen storage materials, hydrogen permselective membranes against oxygen and water vapor have been developed. Using a radiation-induced grafting method, 4-trimethoxysilylstyrene (STMS) and acrylic acid (AAc) monomers were introduced onto porous poly(vinylidene fluoride) (PVDF) films to obtain STMS- and AAc-grafted PVDF membranes with grafting degrees of 23 and 24%. The STMS- and AAc-grafted PVDF membranes showed permeabilities of hydrogen 8.1 and 12 time higher than those of water vapor. The above results indicated that radiation-grafting of porous films should be very effective method to obtain hydrogen permselective membranes.