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模擬劣化させた電解質膜の分解挙動を明らかにします
電解質膜の劣化状態把握の重要性
フッ素系電解質膜 (NafionTM) は燃料電池や水電解セルの「心臓部」とも言える部位であり、劣化が進むと、性能低下だけでなく、安全性や信頼性にも大きな影響を及ぼします。更なる耐久性向上を達成するためには、劣化状態を把握し、劣化メカニズムを理解することが重要です。ここでは、フェントン試験により劣化させた電解質膜について解析した事例をご紹介します。 (＊NafionTM：ケマーズ社商標)
フェントン試験による電解質膜劣化の定量化
フェントン試験で発生させたヒドロキシラジカル量に応じて、イオンクロマトグラフィー (IC) では電解質膜の分解にともなうフッ化物イオンの増加が確認されました。また、分子量分布測定では数平均分子量が僅かに低下する傾向が認められました。電解質膜の劣化状態把握には、複合的な分析により劣化指標を定量化することが重要です。
LC-MSによる電解質膜劣化生成物の推定
LC-MSにより水準2のフェントン溶液中から複数の成分が検出され、分解の様子を確認できました。NafionTMの基本構造から、劣化生成物は主鎖や側鎖が切断されて末端が酸化された構造を有していると推定されます。電解質膜の劣化機構を明らかにすることで、耐久信頼性の高い材料設計へフィードバックすることが可能です。
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