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直接メタノール型燃料電池はメタノールの供給が容易でありエネルギー密度が高いことから、二次電池の代替としての携帯機器電源として期待されている。本研究の目的はプラズマ重合アニオン交換膜を作製し評価することである。本研究では、4-ビニルピリジンとヘキサフルオロプロピレンを用いてプラズマ重合を行い、1-ブロモプロパンで4級化することでポリオレフィン多孔質基材上にアニオン交換層を形成している。
XPSとFT-IRの結果から、表面の組成が明らかとなった。TGAより、プラズマ重合膜は100 °C以下で安全に使用可能なことが分かった。メタノールクロスオーバー流束はqPM20-30 (0.86 mmol/m2・s) の方がqPM22-30 (1.5 mmol/m2・s) よりも低い値であった。重合時間の増加によりメタノールクロスオーバー流束は減少しOH-輸率は増加した。qPM18では輸率が0.7から0.89まで増加した。作製した膜のイオン交換容量はおよそ0.06から0.34 mol/kgdrymembr.であった。保水率と伝導度は細孔径の大きい基材を使用した時に高い値を示した。qPM22-30は保水率78.1 %、伝導度74.0 mS/cmであった。基材が薄くなることで伝導度は増大した。qPM9-15で44.9 mS/cmを示した。高い伝導度により、qPM22-5の最大出力密度 (32.6 mW/cm2) はqPM20-5の最大出力密度(19.2 mW/cm2)より優れた値を示した。ホットプレス処理 (10 MPa、145 °C、1 min) を行ったところ、qPM18-30Hは保水率17.2%、伝導度78.7 mS/cm、OH-輸率0.93を示した。また発電ではOCV0.89 V、最大出力密度32.4 mW/cm2を示した。
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