Development of proton exchange membranes for hydriodic acid concentration by ion-track grafting technique

イオン飛跡グラフト法によるHI濃縮用カチオン交換膜の開発

田中 伸幸 ; 澤田 真一*; 杉本 千紘 ; 八巻 徹也*

Tanaka, Nobuyuki; Sawada, Shinichi*; Sugimoto, Chihiro; Yamaki, Tetsuya*

熱化学水素製造法ISプロセスでは、HI-I-HO(HIx)溶液のHI濃縮のため、カチオン交換膜を用いた電解電気透析法(EED)が適用されている。本報では、HI濃縮性能の改善を目的として、イオン飛跡グラフト法により作成したカチオン交換膜を導入することに対する適応性について検討を行った。イオン飛跡グラフト法は、基材高分子にイオンビーム照射を行うことで、1次元円柱状のイオンチャネルを生成することができ、HI濃縮の性能向上に効果があると期待される膜の膨潤を抑制する構造を付与することができる。本法で試作したカチオン交換膜を用いて、HI濃縮試験を試み、HI溶液のHI濃度が増加することを実験的に確認した。これにより、イオン飛跡グラフト法で作成したカチオン交換膜により、従来の膜と同様に、HI濃縮を進行させることが可能であることを示した。

We have been developing the ion exchange membranes by a radiation grafted polymerization method to improve HI concentration performance for Electro-electrodialysis (EED) in the thermochemical water-splitting hydrogen production iodine-sulfur process. We verify to adopt the cation exchange membrane prepared by ion-track grafted technique. In this membrane preparation technique, one-dimensional cylindrical ion-channel can be formed in the base polymer film by the radiation of the heavy ion beam. And, the excess swelling of the ion-channel could be prevented, expecting that the HI concentration performance could be improved. In our works, The HI concentration experiment was conducted by the electric cell assembled the membrane prepared by the ion-track grafting technique. The HI composition of the tested solution increased, indicating that the tested membrane can operate HI concentration by EED.