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伊藤 華苗; 山田 武*; 篠原 朗大*; 高田 慎一; 川北 至信
Journal of Physical Chemistry C, 125(39), p.21645 - 21652, 2021/10
被引用回数：6 パーセンタイル：28.49(Chemistry, Physical)The catalyst layer (CL) in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) plays a critical role in the performance of a PEFC. In this study, we investigate the water dynamics in the CL using quasielastic neutron scattering (QENS) and small-angle neutron scattering. The temperature dependence of the mean square displacement 
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shows that the freezing of water does not occur at a melting temperature in the Nafion thin film of the CL, suggesting that the water is confined in a smaller region than 
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. The QENS measurements established three kinds of water in the CL: immobile water tightly connected to a sulfonic group, water in a fast mode assigned to free diffusion restricted in a sphere, and water in a slow mode described by a jump diffusion model. Assuming that these three modes were independent, the number of water molecules in each mode was estimated. On discussing the structure and dynamics elucidated in the study, we finally conclude that the coupled model of the fast and slow modes is plausible for describing the diffusion of water confined in the thin Nafion film of the CL.
伊藤 華苗; 原田 雅史*; 山田 悟史*; 工藤 憲治*; 青木 裕之; 金谷 利治*
Langmuir, 36(43), p.12830 - 12837, 2020/11
被引用回数：13 パーセンタイル：57.72(Chemistry, Multidisciplinary)We performed H
O and DO double contrast neutron reflectivity measurements on 25-nm-thick Nafion thin films on hydrophilic and hydrophobic carbon in water and 80% relative humidity vapor to investigate the depth profile of the water and Nafion distribution. We found a dense Nafion layer at the air or water interface regardless of the carbon hydrophilicity. On the other hand, a water-rich Nafion dense layer was observed at the carbon interface only for hydrophilic carbon. The double contrast measurements provided quantitative information about the depth profile but simultaneously indicated that the sum of the volume occupancies of water and Nafion in the film was less than unity. We assessed the problem based on two possibilities: voids in the film or "residual water", which cannot be exchanged or is difficult to exchange with water outside.
-olefin川口 光夫*; 渡辺 光崇; 松田 修*; 田畑 米穂*; 町 末男
Journal of Polymer Science; Polymer Chemistry Edition, 19, p.1525 - 1531, 1981/00
パーフルオルビニル酢酸はカルボキシル基を持ったビニル化合物であり、エチレン、プロピレン、イリブチレン等の-オレフィンと放射線共重合し、親水性を持った含フッ素ポリマーを合成した。ポリマー中のパーフルオルビニル酢酸の割合はモノマー組成比によらずほぼ30%程度であった。この現象は、共重合反応性を検討する場合一般的に用いられるMayo-Lewis式にあてはまらず、末端のみならず前末端も反応性に影響することを考慮したペナルティメートモデルを導入し、実験結果をうまく説明した。
渡辺 光崇; 百瀬 隆*; 石垣 功; 田畑 米穂*; 岡本 次郎
Journal of Polymer Science; Polymer Letters Edition, 19, p.599 - 602, 1981/00
耐熱性、耐薬品性に優れたイオン交換膜の合成を目的として、メチルトリフルオルアクリレート(MTFA)と含フッ素オレフィンの共重合を行ない、得られた共重合体の諸性質を明らかにした。MTFA-含フッ素オレフィン共重合体の耐熱性はポリマー中のフッ素含有量の増大に伴なって向上する。しかし主鎖が完全にフッ素置換されたMTFA-テトラフルオルエチレン共重合体では、ポリマー中のエステル基の加水分解ができず、親水性をもつ含フッ素ポリマーへの転換は不可能であった。
町 末男; 柴田 長夫
日本原子力学会誌, 17(11), p.607 - 608, 1975/11
高崎研で開発した耐熱・耐薬品性エラストマー(ゴム)について、その製法および物性について紹介した。この新しいエラストマーは四フッ化エチレンとプロピレンを25~30kg/cmの加圧下で放射線重合して生ゴムを作り、さらに化学法または放射線法によって架橋して製造したものである。化学構造は四フッ化エチレンとプロピレンが交互に長く結合した形であり、分子量は7
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~1.510
である。物性上の特徴は耐熱性と耐薬品性である。220
Cの高温での使用に耐え、90Cで硝酸,硫酸,フッ酸などの酸およびカ性ソーダなどのアルカリに耐える。用途としては、耐熱,耐酸,耐アルカリ,耐水蒸気性を必要とされる各種プラントの材料が有望である。
伊藤 華苗; 山田 武*; 篠原 朗大*; 高田 慎一; 川北 至信
no journal, ,
The catalyst layer (CL) in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) plays a critical role in the performance of a PEFC. In this study, we investigate the water dynamics in the CL using quasielastic neutron scattering (QENS) and small-angle neutron scattering. The temperature dependence of the mean square displacement u shows that the freezing of water does not occur at a melting temperature in the Nafion thin film of the CL, suggesting that the water is confined in a smaller region than 15 . The QENS measurements established three kinds of water in the CL: immobile water tightly connected to a sulfonic group, water in a fast mode assigned to free diffusion restricted in a sphere, and water in a slow mode described by a jump diffusion model. Assuming that these three modes were independent, the number of water molecules in each mode was estimated. On discussing the structure and dynamics elucidated in the study, we finally conclude that the coupled model of the fast and slow modes is plausible for describing the diffusion of water confined in the thin Nafion film of the CL.
