| 研究概要 |
高分子電解質型燃料電池(PEFC)は、高出力密度が得られることから電気自動車用電源として注目を集めている。この電池では、ガス拡散電極が用いられているが、高い性能を得るためには、電極と電解質との接触面積を向上させる必要がある。そこで、本研究では非平衡プラズマを励起源とするプラズマ重合法を用いて、電極触媒層を均一なフッ素系イオン交換膜で被覆することにより、高性能ガス拡散電極の開発を目的とした。得られた成果は以下の通りである。
1) イオン交換基源としてNafionモノマーの一つであるパーフルオロ(4-メチル-3,6-ジオキサオクト-7-エン)スルフォニルフルオライド、フッ素系骨格源としてオクタフルオロシクロブタンの共重合系の検討を行った。生成膜は加水分解により、イオン交換能を示すことが明らかとなった。この膜の導電率は10^<-5>S/cmであった。
2) 液相重合によるイオン交換膜合成の可能性を検討した。この場合、条件によっては成膜するものの、重合が表面近傍から進行するため、揮発性の強いモノマーは使用できないことが示された。
3) イオン交換基源としてトリフルオロメタンスルフォン酸(TFMS)、フッ素系骨格源としてオクタフルオロシクロブタンの共重合系の検討を行った。作製したポリマーの導電率は10^<-5>S/cmのオーダーであった。
4) プラズマ重合のモノマーとしてアルゴンガスの代わりに水蒸気も添加した。この場合もアルゴンガス添加と同様の効果が認められた。また、イオン伝導度は10^<-4>S/cmのオーダーであった。これは水酸基が導入されたためにイオン伝導性が向上したためと思われる。
|
