Chemically-stable proton-conductive aromatic polymers with high performance and mechanical durability

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 18K04746
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: University of Yamanashi
• Principal Investigator: MIYAKE Junpei 山梨大学, 大学院総合研究部, 准教授 (30581409)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 高分子合成 / ポリフェニレン / イオノマー / 高分子電解質膜 / 補強膜 / 燃料電池

Outline of Final Research Achievements

In the present study, we prepared a novel fluorine-free reinforced aromatic ionomer membrane (SPP-QP-PE), composed of our chemically-stable polyphenylene ionomer (SPP-QP) and a mechanically-flexible porous polyethylene substrate (PE). Compared to the bare SPP-QP membrane, the reinforced membrane (SPP-QP-PE) exhibited improved mechanical toughness, without sacrificing the high proton conductivity and gas impermeability. In addition, the reinforced membrane (SPP-QP-PE) functioned well in fuel cells with high performance and durability.

Free Research Field

高分子化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ポリフェニレンイオノマーは、その極めて高い化学的安定性ゆえに、各種エネルギーデバイスにおける電解質材料として注目を集めている。しかしながら、高分子主鎖が剛直なフェニレン基のみで構成されているため、硬くて脆い膜になりやすく、機械的強度に富み柔軟であることが求められる隔膜としての利用は難しいとされてきた。本研究は、そのようなポリフェニレンイオノマー膜が有する課題の解決法を提案するものであり、特に、燃料電池や水電解システムへの応用が期待できる。