水素製造のためのイオン交換膜の開発

Development of cation exchange membranes for hydrogen production

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*

熱化学水素製造法ISプロセスでは、膜ブンゼン反応(SO+I+2HO=HSO+2HI)を実現し、その高効率化を図ることが急務である。本研究の目的は、放射線グラフト重合法によって、膜ブンゼン反応用のイオン交換膜を開発することである。膜ブンゼン反応におけるHI濃縮性能の低下は膜内水の移動によって起こることから、今回は得られたイオン交換膜に対し水の透過性をパーベーパレーション試験により調べた。イオン交換膜は、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体膜を基材として、スチレンとジビニルベンゼン(DVB)の線グラフト共重合により作製した。同じ含水率の下で比較すると、グラフト重合によるイオン交換膜の水透過流束は7.5kg/mhでナフィオンの半分程度であった。DVBによる化学架橋が水の透過抑制に有効に働くことが明らかになった。

In the thermochemical water splitting IS process, the Bunsen reaction (SO + I + 2HO = HSO + 2HI) needs to be achieved in an electrochemical cell with an ion exchange membrane, which renders separation procedures unnecessary. As part of a JST-ALCA project, therefore, we have been developing ion exchange membranes for this application by radiation-induced graft polymerization. The water permeation of the grafted membrane was lower than that of Nafion 212 under the condition of a similar water uptake.