| 研究課題/領域番号 |
19550213
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| 研究機関 | 独立行政法人日本原子力研究開発機構 |
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研究代表者 |
前川 康成 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究主幹 (30354939)
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| 研究分担者 |
陳 進華 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究副主幹 (30370430)
長谷川 伸 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 研究職 (60354940)
高橋 周一 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 量子ビーム応用研究部門, 博士研究員 (80343622)
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| キーワード | 放射線 / グラフト重合 / 高分子変換反応 / 燃料電池 / 電解質膜 / スルホン化 / アルキルスルホン酸 / 高分子膜 |
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| 研究概要 |
自動車用や家庭用燃料電池に適用可能な高温での耐久性とイオン伝導性を併せ持つ高分子電解質膜の合成を目的として、高耐久性の高分子膜基材に、放射線グラフト重合と生成したグラフト鎖の化学変換により、高温での耐久性に優れた電解質グラフト鎖の導入を試みた。初年度は、ラジカル重合後の化学変換可能なモノマーとして、アクリル酸、ゼニルケトン、酢酸ビニルについての放射線グラフト重合、及び、グラフト鎖の高分子変換反応によるアルキルスルホン酸、アルキルエーテルスルホン酸、ビニルスルホン酸の導入を進めた。
アクリル酸グラフト鎖については、クロロスルホン酸・ジオキサン錯体を用いることで、30%のカルボン酸がスルホン酸に変換でき、アクリル酸-ビニルスルホン酸共重合グラフト鎖を有する電解質膜が作製できた。この電解質膜はグラフト率を制御することで、最大0.15S/cmのイオン伝導性を示した。酢酸ビニルグラフト鎖については、鹸化反応による水酸基への変換と生成した永酸基のスルトンへの開環不可反応により、側鎖にスルボアルキルエーテルを有するグラフト鎖の合成に初めて成功した。この電解質膜もグラフト率を制御することで最大0.
次年度は、ナフィオン以上の導電率を示したアクリル酸グラフト重合/クロロスルホン酸・ジオキサン錯体スルホン化により作製した電解質膜、及び、酢酸ビニルグラフト重合/開環不可反応により作製した電解質膜について、燃料電池作動下で重要となる熱水耐性、耐酸化性、及び、低加湿下でのイオン伝導性を評価し、燃料電池膜として必要な上記特性を満たすグラフト鎖構造の確定を目指す。
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