Poly(ether ether ketone) (PEEK)-based graft-type polymer electrolyte membranes having high crystallinity for high conducting and mechanical properties under various humidified conditions

多様な湿度条件下で高い導電率と機械的強度を示す高結晶性ポリ(エーテルエーテルケトン)-グラフト型高分子電解質膜の開発

Hamada, Takashi; Hasegawa, Shin; Fukasawa, Hideyuki*; Sawada, Shinichi; Koshikawa, Hiroshi; Miyashita, Atsumi; Maekawa, Yasunari

燃料電池の本格普及のため、低加湿下でのプロトン導電率と高加湿下での機械強度を併せ持つ電解質膜が不可欠である。本研究は、膜強度の高いポリ(エーテルエーテルケトン) (PEEK)に着目し、放射線グラフト重合により高いイオン交換容量(IEC)を有するPEEK-グラフト型電解質膜(PEEK-PEM)を合成することで、導電率と機械的強度の両立を目指した。IEC=3.08mmol/gのPEEK-PEMは、80 $^{circ}$ Cにおいて、低加湿下(相対湿度30%)でナフィオンと同等の導電率、高加湿下(相対湿度100%)で1.4倍の引張強度(14MPa)を示した。さらに、PEEK-PEM (IEC=2.45mmol/g)を用いて作製した燃料電池は、高加湿下(相対湿度100%)でナフィオンと同等、低加湿下(相対湿度30%)でナフィオンの2.5倍の最大出力密度を示した。X線回析からPEEK-PEMは、グラフト重合中、結晶性が増加するため、高いIECを持つPEEK-PEMにおいても、高い機械的強度を示すことが明らかとなった。

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使用言語	:	English
掲載資料名	:	Journal of Materials Chemistry A
巻	:	3
号	:	42
ページ数	:	p.20983 - 20991
発行年月	:	2015/11
発表会議名	:
開催年月	:
開催都市	:
開催国	:
キーワード	:	Polymer electrolyte membrane; Poly(ether ether ketone); Graft polymerization; Relative humidity; Mechanical property; Fuel cell

特許データ	:
PDF	:

論文URL	:	https://doi.org/10.1039/C5TA05567A
研究データの公開先DOI	:
使用施設	:	コバルト60照射施設
広報プレスリリース	:
論文解説記事 (成果普及情報誌)	:	世界最高レベルの出力密度を持つ燃料電池を開発; 放射線グラフト重合法による高性能電解質膜生成[/]
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Access	:	- Accesses
Web of Science® Times Cited Count	:	被引用回数：評価・統計等のため最新の被引用回数を確認したい場合は、直接Web of Science®をご確認ください。 http://www.webofknowledge.com/wos
InCites™	:	パーセンタイル：70.73 分野：Chemistry, Physical
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登録番号 : AA20150549
抄録集掲載番号 : 44000952
論文投稿番号 : 17640

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