高分子変換反応による新規燃料電池用電解質膜の合成研究

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19550213
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 高分子・繊維材料
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 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)
• 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, 研究員 (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)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: 高分子材料合成 / 電解質膜

研究概要

自動車用や家庭用燃料電池に適用可能な高温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、放射線グラフト重合と生成したグラフト鎖の化学変換を検討することで、カルボン酸や水酸基を有するアルキルスルホン酸やパーフルオロアルキルスルホン酸からなる電解質グラフト鎖を合成できた。水酸基は低加湿条件でのイオン伝導性を向上させること、高温耐久性にはグラフト鎖構造よりも基材膜構造が重要であることを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of poly(ether ether ketone)- based polymer electrolytes for fuel cell membranes using grafting technique (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Hasegawa, Y. Suzuki, Y. Maekawa
  • 雑誌名: Radiat. Phys. Chem. 77 ページ: 617-621
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Polymer Electrolyte Membranes Consisting of Alkyl Sulfonic Acid for a Fuel Cell Using Radiation Grafting and Subsequent Substitution/Elimination Reactions (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, H. Okonogi, T. Hagiwara, Y. Maekawa
  • 雑誌名: J. Membr. Sci. 324 ページ: 173-180
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation-induced grafting of perfluorinated vinyl ether into fluorinated polymer films M. Zhai, S. Hasegawa, J. Chen, Y. Maekawa (2008)
  • 著者名/発表者名: S. Hasegawa, Y. Suzuki, Y. Maekawa
  • 雑誌名: J. Fluorine Chem. 129 ページ: 1146-1149
  • 査読あり
• [学会発表] 燃料電池用グラフト型電解質膜の分解機構の解明 (2008)
  • 著者名/発表者名: 榎本一之, 高橋周一, 前川康成, 他2名
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] ポリエーテルエーテルケトンへのグラフト重合と燃料電池膜への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 長谷川伸, 高橋周一, 前川康成, 他4名
  • 学会等名: 第57回高分子討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-09-25
• [学会発表] 放射線グラフト型電解質膜の熱水安定性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高橋周一,前川康成
  • 学会等名: 第58回高分子学会年次大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2008-05-29
• [学会発表] POLYMER EECTROLYTE MEMBRANES FOR FUEL CELLS PREPARED BY RADIATION TECHNIQUE (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Maekawa
  • 学会等名: RadTech China Conference 2008
  • 発表場所: 中国・杭州
  • 年月日: 2008-04-09
• [学会発表] Polymer Eectrolyte Membranes for Fuel Cells Prepared by Radiation Technique (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Maekawa, S. Takahashi, T. T. Hanh, H. Okonogi, T. Hagiwara
  • 学会等名: The 10th Pacific Polymer Conference
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] Preparation of fluorinated polymer electrolyte membranes by radiation-induced graft polymerization of perfluorovinyletherscontaining a sulfonic acid precursor (2007)
  • 著者名/発表者名: . Hasegawa, Y. Maekawa
  • 学会等名: The 10th Pacific Polymer Conference
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2007-12-05
• [学会発表] Preparation Technique of Fuel Cell Membranes Having Sulfoalkyl Ethers by Radiation Grafting and Nucleophilic Addition (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Enomoto, S. Takahashi, Y. Maekawa
  • 学会等名: International symposium on "Charged Particle and Photon Interactions with Matter"
  • 発表場所: 日本原子力研究開発機構(東海)
  • 年月日: 2007-11-07
• [学会発表] 高分子変換反応によるグラフト型電解質膜の合成と特性評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高橋周一、前川康成、小此木裕行、萩原時男
  • 学会等名: 第56回高分子討論会
  • 発表場所: 名古屋工業大
  • 年月日: 2007-09-19
• [産業財産権] アルキルエーテルグラフト鎖からなる高分子電解質膜、及び、その製造方法 (2009)
  • 発明者名: 前川康成、榎本一之、木原伸浩
  • 権利者名: 日本原子力研究開発機構、神奈川大学
  • 産業財産権番号: 特許2009-022352
  • 出願年月日: 2009-02-10