ポリフェニレンイオノマーへの挑戦

2019 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18K19111
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 中区分35:高分子、有機材料およびその関連分野
• 研究機関: 山梨大学
• 研究代表者: 宮武 健治 山梨大学, 大学院総合研究部, 教授 (50277761)
• 研究期間 (年度): 2018-06-29 – 2020-03-31
• キーワード: ポリフェニレン / イオノマー / 高分子薄膜 / イオン伝導

研究成果の概要

研究代表者はこれまでイオン導電性高分子薄膜に関する研究を行ってきており、固体高分子形燃料電池の高性能化を実現する材料開発や新知見の創出に貢献してきた。特に最近、ベンゼン環とスルホン酸基のみからなるポリフェニレンイオノマー(SPP-QP)の開発に成功し、これがプロトン導電性高分子薄膜として優れた特性と安定性を示すことも明らかにしている。本研究ではポリフェニレンイオノマーの物性制御を目的として、フェニレン基の結合位置およびその連結性が薄膜物性に及ぼす効果を検討した。その結果得られたポリフェニレンイオノマー(SPP-BP)が高いプロトン導電率と優れた化学安定性を示すことを実証した。

自由記述の分野

高分子化学

研究成果の学術的意義や社会的意義

芳香族高分子にイオン性基を導入する研究は国内外で活発に行われているが、高イオン導電率と化学安定性を共に満たす柔軟な薄膜材料は見出されていない。本研究では研究代表者が開発に成功したポリフェニレンイオノマーの物性と構造を詳細に解析し、イオン導電性高分子薄膜における課題の解決法を提案できた。特に、燃料電池や水電解システムなど水素社会の中核技術に成り得る成果を得ることができた。学術的には、高分子化学・電気化学・材料化学の境界を跨ぐ学問領域を切り拓く意義を有している。