JP2000054176A5 - - Google Patents
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Description
第一の発明は、電解質膜の少なくとも一方の面に、空孔部分の開口径が０．１〜１０μｍの範囲の三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層を備えた電解質膜を作製したことである。
第三の発明は、第一の発明の電解質膜または第二の発明の製造方法で得られた電解質膜を備えた電気化学装置である。
電解質膜として、例えば市販のパーフロロスルホン酸樹脂膜であるナフィオン１１５膜（米国、デュポン社製）を用いることができる。ナフィオン１１５膜は無孔性膜である。この電解質膜を精製水で１時間煮沸して含水状態にした後、たとえばエタノールなどのアルコールに浸漬して電解質膜をさらに膨潤させる。この膨潤した電解質膜をアルコールから取り出して膜の表面の余分なアルコールをペーパータオルなどで拭き取り、電解質膜の少なくも片側面に、スプレーなどの手段を用いて、上述の濃度を調製したナフィオン溶液を塗布して電解質膜前駆体を形成した後、アルコール性水酸基以外の極性基を有する有機溶媒として、たとえば酢酸ブチルに前述の電解質膜前駆体を浸漬して放置する。その後、酢酸ブチルから電解質膜前駆体を取り出して室温で乾燥すると、電解質膜の少なくとも一方の面に、空孔部分の開口径が０．１〜１０μｍの範囲の三次元連通孔を有する電解質層を形成した電解質膜が作製できる。
このようにして作製した電解質膜の少なくとも一方の面に、空孔部分の開口径が０．１〜１０μｍの範囲の三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層を備える本発明の電解質膜の概略断面を図１に示す。この図において、１は無孔性の電解質膜であり、２は三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層である。３は本発明の電解質膜であり、無孔性の電解質膜１および三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層２からなる。４は三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層２の電解質部分であり、５は三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層２の空孔部分である。電解質部分４および空孔部分５は、それぞれ三次元的に連通している。
本発明になる電解質膜は、少なくとも一方の面に、空孔部分の開口径が０．１〜１０μｍの範囲の三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層を有しており、電解質膜と電極との界面の接触面積を増大するとともに、不純物となる分散媒や粒子あるいは低分子有機材料などの混入がなく、作製のときに電解質の劣化を引き起こす加熱等の処理を施さないためにプロトン導電性の低下がない。したがって、電解質膜のプロトン導電性を高めることが可能となり、もってこの電解質膜を用いることにより、たとえば固体高分子電解質型燃料電池、直接メタノール型燃料電池、水電解装置、食塩電解装置、オゾン発生装置、酸素分離装置、水素分離装置あるいは酸素センサーなど電解質膜と電極との界面の反応が関与するような電気化学装置を高性能にすることができる。
Claims (3)
- 電解質膜の少なくとも一方の面に、空孔部分の開口径が０．１〜１０μｍの範囲の三次元連通性の孔を有する多孔質電解質層を備えることを特徴とする電解質膜。
- アルコールを含有する溶媒に電解質を溶解させた溶液を、電解質膜の少なくとも一方の面に塗布した後、アルコール性水酸基以外の極性基を有する有機溶媒に浸漬することを特徴とする、請求項１記載の電解質膜の製造方法。
- 請求項１記載の電解質膜または請求項２記載の製造方法で得られた電解質膜を備えることを特徴とする電気化学装置。
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