放射線グラフト型アニオン伝導電解質膜の開発と水加ヒドラジン燃料電池への応用

Development of radiation grafted anion-conducting electrolyte membranes and application to hydrazine hydrate fuel cells

吉村 公男; 猪谷 秀幸*; 山口 進*; 田中 裕久*; 前川 康成

Yoshimura, Kimio; Shishitani, Hideyuki*; Yamaguchi, Susumu*; Tanaka, Hirohisa*; Maekawa, Yasunari

水加ヒドラジンなどの液体燃料が使用可能なアルカリ形非白金燃料電池において、アニオン伝導電解質膜のアルカリ耐性の向上が求められている。本発表では、これまでに放射線グラフト重合を用いて作製したイミダゾリウム基を有するグラフト型アニオン膜について、それぞれの膜物性やアルカリ耐性、ならびに水加ヒドラジン燃料電池に応用した結果についてまとめた。現在最も一般的に用いられているアルキルアンモニウム基を、共鳴構造により正電荷を分散できるイミダゾリウム基に変更することで、従来問題になっていた含水膨潤による膜破断を抑制できた。そして、グラフト鎖へのイミダゾリウム基の直接導入、スチレンとの共重合化、及びイミダゾリウム環の2位炭素のメチル基による保護により、アルカリ耐性が大幅に向上し、燃料電池動作条件において、目標耐久性である1000時間以上を達成した。更に、グラフト鎖と同一組成のイオン性接着材料を新たに合成し、グラフト型アニオン膜と組み合わせて燃料電池セルを作製することで、水加ヒドラジン燃料による発電試験で230mW/cmの出力を確認できた。

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