機械的強度に優れる高プロトン伝導性高分子電解質膜及びその製造方法

開放特許情報番号
L2009004930
開放特許情報登録日
2009/8/21
最新更新日
2017/3/22

基本情報

出願番号 特願2007-235458
出願日 2007/9/11
出願人 独立行政法人日本原子力研究開発機構
公開番号 特開2009-067844
公開日 2009/4/2
登録番号 特許第5004178号
特許権者 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構
発明の名称 機械的強度に優れる高プロトン伝導性高分子電解質膜及びその製造方法
技術分野 化学・薬品、電気・電子
機能 材料・素材の製造、機械・部品の製造
適用製品 機械的強度に優れる高プロトン伝導性高分子電解質膜
目的 高分子型燃料電池等に用いられる高分子電解質膜をプロトン伝導性と膜強度とを両立させ、機械的強度に優れる高プロトン伝導性高分子電解質膜及びその製造方法を提供する。また、このような優れた特性を有する高分子電解質膜を搭載する高分子型燃料電池を提供する。
効果 機能性モノマーの芳香族炭化水素系高分子フィルム基材への低グラフト重合性が改善され、高いグラフト率でグラフト重合できる。そのため、より多いスルホン酸基を有するグラフト型芳香族炭化水素系高分子電解質膜とすることができ、プロトン伝導性、機械的強度に優れる高分子電解質膜とすることができる。さらに、機械的強度が高いために、寸法安定性に優れるものとなる。また、特に高分子型燃料電池用として好適に用いることができる。
技術概要
高分子電解質膜は、芳香族炭化水素系高分子フィルム基材に、ビニルモノマーをグラフト重合した後、得られたグラフト鎖及び/又は高分子フィルム基材の主鎖に、式(図1)で表されるスルホン酸基またはスルホン酸基へ変換できる官能基を有する機能性モノマーをグラフト重合により導入する。また、ビニルモノマーのグラフト重合のグラフト率が1〜20%であり、機能性モノマーのグラフト重合のグラフト率が6〜80%であり、かつ、イオン交換容量が0.5〜3.0meq/gであるものとすることができる。また、高分子電解質膜の製造方法は、芳香族炭化水素系高分子フィルム基材に、ビニルモノマーをグラフト重合する第1のグラフト重合工程と、式で表されるスルホン酸基またはスルホン酸基へ変換できる官能基を有する機能性モノマーを、第1のグラフト重合工程により得られたグラフト鎖及び/又は高分子フィルム基材の主鎖に、グラフト重合する第2のグラフト重合工程とを具備する。さらに、高分子型燃料電池は、この高分子電解質膜が、ガス拡散電極の間に設けられている。
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

アピール情報

導入メリット 【改善】
改善効果1 機能性モノマーの芳香族炭化水素系高分子フィルム基材への低グラフト重合性が改善され、高いプロトン伝導性かつ高い機械的強度を有する高分子電解質膜、特に高分子型燃料電池用高分子電解質膜を低コストで製造できる。
改善効果2 この高分子型燃料電池によれば、高分子電解質膜がガス拡散電極の間に設けられているので、プロトン伝導性及び機械的強度に優れるものとなる。さらに、この高分子型燃料電池によれば、プロトン伝導性及び機械的強度を両立させた高分子電解質膜がガス拡散電極の間に設けられているので、燃料電池が長寿命かつ高出力となる。

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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