水素製造プロセス用カチオン交換膜の開発

Development of cation exchange membranes for hydrogen production process

小平 岳秀*; 池田 歩*; 松山 絵美*; 河野 伸輔*; 大浦 琴音*; 澤田 真一; 八巻 徹也; 野村 幹弘*

Kodaira, Takahide*; Ikeda, Ayumi*; Matsuyama, Emi*; Kono, Nobuho*; Oura, Kotone*; Sawada, Shinichi; Yamaki, Tetsuya; Nomura, Mikihiro*

本研究の目的は、放射線グラフト重合法によって、ISプロセスの膜ブンゼン反応(SO+ I+2HO=HSO+2HI)に必要なイオン交換膜を開発することである。今回は、得られたイオン交換膜の基礎物性として、イオン交換容量(IEC)や含水率などを検討した。イオン交換膜の作製は、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜へのスチレン-ジビニルベンゼン(DVB)の線グラフト共重合により行った。化学架橋剤としてDVBを用いることで含水率は大きく低下し、同じIECの下でナフィオンの約4分の1であった。含水率の抑制に最も効果的なDVBの混合体積比は、スチレンに対して5%であることを見出した。

There has been a strong motivation to develop new cation exchange membranes suitable for the Bunsen reaction in the thermochemical water splitting IS process. We prepared cation exchange membranes by a radiation grafting polymerization method. The grafting reaction into a poly(ethylene--tetrafluoroethylene) film was performed in a mixture of styrene and divinylbenzene (DVB). The membrane had an ion exchange capacity of 2.17 mmol g while Nafion212 possessed 0.90 mmol g that is less than half of that for the grafted membrane. Both these membranes exhibited a similar water uptake, but the grafted membrane showed lower water permeation than Nafion212.