レドックスフロー型二次電池用複合イオン交換膜の工学的研究

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1. 低電気抵抗でかつ、鉄、クロムの透過量の低い膜の開発に関する研究:昨年度までは、電気抵抗が1.6〔Ω・【Cm^2】〕(1M【Fe^(2+)】/【Fe^(3+)】、1M【Cr^(2+)】/【Cr^(3+)】、1NHCl)の陽イオン交換膜CMV(旭硝子)に4ビニルピリジンを塗布し、光重合法で複合膜CDを製膜した。本年度は0.5〔Ω・【Cm^2】〕と電気抵抗の低いポリオレフィン系中性多孔質膜HP(旭化成)をベース膜として、複合膜HPPを製膜し、その性能を検討した。またこの時、重合雰囲気を3通り(空気雰囲気下・窒素雰囲気下・石英ガラス密閉中)に変えて実験した。この結果、電気抵抗、透過量とも窒素雰囲気下のものが最も低く押えており、電気抵抗は0.6〔Ω・【Cm^2】〕と、昨年度のCP膜(1.8〔Ω・【Cm^2】〕)の1/3に押さえ、透過量は、鉄・クロムそれぞれ、ベース膜の1/20・1/10に押さえることができた。2. 陽イオン交換膜に直接陰イオン基を導入した複合膜に関する研究:昨年度までは、上記の通り膜の表面に4ビニルピリジンを塗布し重合したため、剥離し易い欠点を持っていた。本年度は、この様な観点から陽イオン交換膜CMVを、クロルメチル化・アミノ化することにより、膜表面に直接陰イオン基を導入し、剥離性の改善を計った。また、この時、クロルメチル化の時間を変えて性能を調べた。鉄とクロムの透過量は、クロルメチル化3〜10時間の膜が低く、鉄・クロムそれぞれ、CMVの1/2・1/10であった。またクロルメチル化は、3時間以下、10時間以上だと透過量が増大した。電気抵抗は、クロルメチル化の時間によらず、2〔Ω・【Cm^2】〕前後だった。