JPWO2018186386A1 - 複合高分子電解質膜 - Google Patents
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Abstract
Description
(1)目付が1.5g/m2以上4.0g/m2以下であるナノファイバーシートと、プロトン伝導性ポリマーと、を備える複合高分子電解質膜であって、前記電解質膜は、前記プロトン伝導性ポリマーと前記ナノファイバーシートとを複合化したシート形状を有しており、かつ、前記シート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が300ppm/K以下である、電解質膜。
(2)前記ナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が250ppm/K以下である、(1)に記載の電解質膜。
(3)前記プロトン伝導性ポリマーを厚さ15μmのシート形状を有するように成形した場合の、前記厚さ15μmのシート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が1550ppm/K以下である、(1)または(2)に記載の電解質膜。
(4)前記ナノファイバーシートの空隙率(%)が75%以上90%以下であり、前記電解質膜における前記ナノファイバーシートは、前記プロトン伝導性ポリマーへの含浸前に比べて、50%以上75%以下の範囲で膜厚が収縮したものであり、前記電解質膜の厚さに対する前記ナノファイバーシートの厚さの比率が25%以上60%未満である、(1)から(3)のいずれか一つに記載の電解質膜。
(5)前記ナノファイバーシートは、ポリエーテルスルホン、ポリベンゾイミダゾール及びポリイミドからなる群より選ばれる1種以上を含む、(1)から(4)のいずれか一つに記載の電解質膜。
(6)前記ナノファイバーシートにおける繊維の平均繊維径は100nm以上500nm以下であり、前記ナノファイバーシートの前記プロトン伝導性ポリマーへの含浸前の厚さは8μm以上28μm以下である、(1)から(5)のいずれか一つに記載の電解質膜。
(7)前記ナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が200ppm/K以下であり、前記プロトン伝導性ポリマーを厚さ15μmのシート形状を有するように成形した場合の、前記厚さ15μmのシート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が1550ppm/K以下である、(1)から(6)のいずれか一つに記載の電解質膜。
(8)ナノファイバーシートと、プロトン伝導性ポリマーと、を備える複合高分子電解質膜であって、前記電解質膜は、前記プロトン伝導性ポリマーと前記ナノファイバーシートとを複合化したシート形状を有しており、かつ、前記シート形状の面方向における20℃から150℃の平均線膨張率が350ppm/K以下である、電解質膜。
(9)目付が1.5g/m2以上4.0g/m2以下であるナノファイバーシートと、プロトン伝導性ポリマーと、を備える複合高分子電解質膜であって、前記電解質膜は、前記プロトン伝導性ポリマーと前記ナノファイバーシートとを複合化したシート形状を有しており、かつ、前記プロトン伝導性ポリマーはシート形状を有しており、前記ナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が250ppm/K以下であり、前記プロトン伝導性ポリマーを厚さ15μmのシート形状を有するように成形した場合の、前記厚さ15μmのシート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が1550ppm/K以下である、電解質膜。
本実施形態のナノファイバーシートは、電解質膜を強化する補強材として機能するものである。本実施形態のナノファイバーシートは空隙率(%)が75%以上95%以下であると好ましく、75%以上90%であるとより好ましく、80%以上88%以下であるとさらに好ましい。また、本実施形態のナノファイバーシートは、プロトン伝導性ポリマーとの複合化前に比べて、すなわち、プロトン伝導性ポリマーと複合化される際に、膜厚が50%以上75%以下の範囲で収縮したものであると好ましい。さらに、本実施形態の電解質膜において、その厚さに対する、ナノファイバーシートの厚さの比率が25%以上60%未満であると好ましい。これらにより、電解質は埋め込み性、すなわちナノファイバーシートの空隙へのプロトン伝導性ポリマーの充填性に更に優れ、膜抵抗がより小さく、かつ、更に高いプロトン伝導性と一層優れた面方向の寸法変化抑制とを実現できる。
膜密度ρ=M/(4.0×3.0×t) (A)
ここで、Mは切り出したナノファイバーシートの質量(g)を示し、tはナノファイバーシートの厚さ(cm)を示す。
空隙率(%)=(1−(ρ/ρ0))×100 (B)
本実施形態の複合高分子電解質膜は、上記ナノファイバーシートと、高分子電解質であるプロトン伝導性ポリマーとを含む。本実施形態の複合高分子電解質膜の製造方法は、特に限定されないが、例えば、上記ナノファイバーシートに電解質を充填することで複合高分子電解質膜を得ることができる。図1に本実施形態の複合電解質膜の使用態様の一例を説明するための模式図を示す。図1に示されるように、本実施形態のナノファイバーシート1は、電極触媒層2、電解質であるプロトン伝導性ポリマー3、ナノファイバーシート1、電解質3、および電極触媒層2の順で積層して構成することができる。図2は、ナノファイバーシートとプロトン伝導性ポリマーが複合化される際の断面模式図である。図2に示されるように、ナノファイバーシート1はプロトン伝導性ポリマー3と複合化しており、その空孔部にはプロトン伝導性ポリマー3が充填される。
EW=(W/M)−22 (C)
さらに、得られたEWの値の逆数をとって1000倍とすることにより、イオン交換容量(ミリ当量/g)を算出する。
−[CF2CX1X2]a−[CF2−CF(−O−(CF2−CF(CF2X3))b−Oc−(CFR1)d−(CFR2)e−(CF2)f−X4)]g− [1]
ここで、式中、X1、X2及びX3は、各々独立して、ハロゲン原子又は炭素数1以上3以下のパーフルオロアルキル基を示す。a及びgは、0≦a<1、0<g≦1、a+g=1を満たす。bは0以上8以下の整数である。cは0又は1である。d及びeは、互いに独立して、0以上6以下の整数である。fは、0以上10以下の整数である。ただし、d+e+fは0に等しくない。R1及びR2は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素数1以上10以下のパーフルオロアルキル基又はフルオロクロロアルキル基を示す。X4はCOOZ、SO3Z、PO3Z2又はPO3HZを示す。ここで、Zは水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子又はアミン類(NH4、NH3R3、NH2R3R4、NHR3R4R5、又はNR3R4R5R6)を示す。また、R3、R4、R5及びR6は、各々独立してアルキル基又はアレーン基を示す。
−[CF2CF2]a−[CF2−CF(−O−(CF2−CF(CF3))b−O−(CF2)c−SO3X)]d− [2]
ここで、式中、a及びdは、0≦a<1、0≦d<1、a+d=1を満たす。bは1以上8以下の整数である。cは0以上10以下の整数である。Xは水素原子又はアルカリ金属原子を示す。
−[CF2CF2]e−[CF2−CF(−O−(CF2)f−SO3Y)]g− [3]
ここで、式中、e及びgは、0≦e<1、0≦g<1、e+g=1を満たす。fは0以上10以下の整数である。Yは水素原子又はアルカリ金属原子を示す。
−[CF2CX1X2]a−[CF2−CF(−O−(CF2−CF(CF2X3))b−Oc−(CFR1)d−(CFR2)e−(CF2)f−X5)]g− [4]
ここで、式中、X1、X2及びX3は、各々独立して、ハロゲン原子又は炭素数1以上3以下のパーフルオロアルキル基を示す。a及びgは0≦a<1、0<g≦1、a+g=1を満たす。bは0以上8以下の整数である。cは0又は1である。d及びeは、互いに独立して、0以上6以下の整数である。fは、0以上10以下の整数である。ただし、d+e+fは0に等しくない。R1及びR2は互いに独立して、ハロゲン原子、炭素数1以上10以下のパーフルオロアルキル基又はフルオロクロロアルキル基を示す。X5はCOOR7、COR8又はSO2R8を示す。ここで、R7は炭素数1〜3のアルキル基を示す。R8はハロゲン元素を示す。
CF2=CFZ [5]
ここで、式中、Zは、水素原子、塩素原子、フッ素原子、炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基、又は酸素を含んでいてもよい環状パーフルオロアルキル基を示す。
CF2=CFO(CF2)z−SO2F,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)z−SO2F,
CF2=CF(CF2)z−SO2F,
CF2=CF(OCF2CF(CF3))z−(CF2)z−SO2F,
CF2=CFO(CF2)z−CO2R,
CF2=CFOCF2CF(CF3)O(CF2)z−CO2R,
CF2=CF(CF2)z−CO2R,
CF2=CF(OCF2CF(CF3))z−(CF2)2−CO2R
ここで、式中、Zは1〜8の整数であり、Rは炭素数1〜3のアルキル基を示す。
次に、本実施形態の複合高分子電解質膜の製造方法について説明する。本実施形態の複合高分子電解質膜は、ナノファイバーシートと高分子電解質であるプロトン伝導性ポリマーとを複合化すること、例えば、ナノファイバーシートの空隙にプロトン伝導性ポリマーを充填することで得ることができる。
複合高分子電解質膜をシート形状に加工する際の流れ方向(MD)及びMDと直交する方向(TD)を区別し、複合高分子電解質膜をそれぞれ長さ(すなわちMDに)30mm、幅(すなわちTDに)3mmに切り出して試料を得た。次いで、熱機械的分析装置(TMA/SS610:EXSTAR6000接続ステーション搭載装置、エスアイアイ・ナノテクロジー株式会社製)において、試料チャック間距離20mmで石英プローブへ試料を装着させ、引張りモード、荷重25mN、昇温速度5℃/minの条件にて、20℃から170℃までの変位測定を行った。測定結果から、付属する解析ソフトにより、20℃から120℃の、あるいは20℃から150℃の平均線膨張率(CTE)を算出した。
ナノファイバーシートをシート形状に加工する際の流れ方向(MD)及びMDと直交する方向(TD)を区別し、ナノファイバーシートをそれぞれ長さ(すなわちMDに)30mm、幅(すなわちTDに)3mmに切り出して試料を得た。次いで、熱機械的分析装置(TMA/SS610:EXSTAR6000接続ステーション搭載装置、エスアイアイ・ナノテクロジー株式会社製)において、試料チャック間距離20mmで石英プローブへ試料を装着させ、引張りモード、荷重25mN、昇温速度5℃/minの条件にて、20℃から170℃までの変位測定を行った。測定結果から、付属する解析ソフトにより、20℃から120℃の平均線膨張率(CTE)を算出した。
厚さ15μmのプロトン伝導性ポリマーシートを30mm×3mmに切り出して試料を得た。次いで、熱機械的分析装置(TMA/SS610:EXSTAR6000接続ステーション搭載装置、エスアイアイ・ナノテクロジー株式会社製)において、試料チャック間距離20mmで石英プローブへ試料を装着させ、引張りモード、荷重25mN、昇温速度5℃/minの条件にて、20℃から170℃までの変位測定を行った。測定結果から、付属する解析ソフトにより、20℃から120℃の平均線膨張率(CTE)を算出した。
40mm×30mmの長方形に切り出したナノファイバーシートの質量を精密天秤にて測定し、測定した質量及びナノファイバーシートの厚さから膜密度ρ(g/cm3)を下記式(A)により算出した。また、得られた膜密度ρ及びナノファイバーシートを構成する材料の真密度ρ0(g/cm3)から、下記式(B)により空隙率(%)を求めた。
ρ=M/(4.0×3.0×t) (A)
ここで、Mは試料の質量(g)を示し、tは試料の厚さ(cm)を示す。
空隙率(%)=(1−(ρ/ρ0))×100 (B)
200mm×150mmの長方形に切り出したナノファイバーシートの質量を測定し、1m2当たりの質量に換算して目付を算出した。
複合高分子電解質膜の厚さ及びその電解質膜におけるナノファイバーシートの厚さZ1(nm)を、後述のようにして測定した。また、複合化前のナノファイバーシートの厚さZ2(nm)を接触式の膜厚計(ミツトヨ製、製品名「ABSデジマチックインジケータID−F125」)を用いて測定した。電解質膜におけるナノファイバーシートの厚さZ1と、複合化前のナノファイバーシートの厚さZ2とから、下記式(D)により収縮率を算出した。なお、ナノファイバーシートの厚さZ2は、同じナノファイバーシート内における任意の5点で空隙を含んだ形態の厚さを計測し、その相加平均とした。
収縮率(%)=(1−(Z1/Z2))×100 (D)
ナノファイバーシートにおける繊維の平均繊維径として、50本の繊維の繊維径の算術平均値を用いた。ここで、「繊維径」は、繊維を撮影した5000倍の電子顕微鏡写真をもとに測定した、繊維の長さ方向に対して直交する方向における長さをいう。
ナノファイバーシートを70mm×10mmの長方形に切り出し試料とした、JIS K−7127に準拠して、ナノファイバーシートの5%伸び時の応力を測定した。測定には、50Nロードセルを備える引っ張り試験機を用いた。試料チャック間距離を50mm、クロスヘッド速度を300mm/minとして、24℃、相対湿度45%RHの環境下で測定した。その結果、後述する実施例1〜10の全てのナノファイバーシートの5%伸び時応力は、3.2MPa以上であった。
ナノファイバーシートへのプロトン伝導性ポリマーの埋め込み性は以下のようにして評価した。ナノファイバーシートとプロトン伝導性ポリマーとを含む複合高分子電解質膜から任意に切り出したシートをエポキシ接着剤で包埋し、それをウルトラミクロトームにて加工してシート断面サンプルを得た。その断面をルテニウムにて染色し、オスミウムコート処理により導電性付与を施し、10mmにわたって走査型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製、型式「S−4800」)を用いて、二次電子像を観察した。観察の倍率は2000倍とした。上記のようにして観察した、10mmのプロトン伝導性ポリマーとナノファイバーシートとが複合化された領域において、プロトン伝導性ポリマーが充填されずに空隙(ボイド欠陥)部が存在する領域の割合を、以下の基準により評価した。
A:空隙が0〜2%以下
B:空隙が2%超過5%以下
C:空隙が5%超過100%以下
電解質膜の厚さ及びその電解質膜におけるナノファイバーシートの厚さZ1は、以下のようにして測定した。まず、ナノファイバーシートとプロトン伝導性ポリマーとを含む複合高分子電解質膜から任意に切り出したシートをエポキシ接着剤で包埋し、それをウルトラミクロトームにて加工してシート断面サンプルを得た。その断面を、ルテニウムにて染色し、オスミウムコート処理により導電性付与を施し、10mmにわたって走査型電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、型式「S−4800」)を用いて、二次電子像を観察した。観察の倍率は2000〜3000倍とした。上記のようにして観察した10mmの領域において、シートの厚さを測定すると共に、その厚さ方向におけるナノファイバーシートの厚さを、プロトン伝導性ポリマーとのコントラスト差により測定した。
120℃で100%RHの条件下における電解質膜の面内寸法変化率を、以下のようにして求めた。まず、電解質膜におよそ15mm×20mmの長方形の枠を記入し、各辺の長さを測定顕微鏡(OLYMPUS製、型式「STM6」)で計測した。次いで、上記電解質膜を高度加速寿命試験装置(HAST製、型式「EHS−211」)内に投入し、120℃で100%RHの環境に2時間曝した後、上記と同様にして長方形の枠の各辺の長さを計測した。高度加速寿命試験装置での加速試験前後での寸法の変化率を、長方形の短辺、長辺それぞれの方向に関して算出し、その平均値をもって電解質膜の寸法変化率とした。
120℃で100%RHの条件下における電解質膜の膜厚方向寸法変化率を、以下のようにして求めた。まず、電解質膜における30mm×40mmの範囲の任意の位置9点の厚さを、接触式の膜厚計(ミツトヨ製、製品名「ABSデジマチックインジケータID−F125」)を用いて測定した。次いで、上記電解質膜を高度加速寿命試験装置(HAST製、型式「EHS−211」)内に投入し、120℃で100%RHの環境に2時間曝した後、濡れた状態で速やかに上記と同様にして膜厚を計測した。高度加速寿命試験装置での加速試験前後での膜厚の変化率を算出し、その平均値をもって電解質膜の膜厚方向での寸法変化率とした。
<複合高分子電解質膜の製造>
まず、プロトン伝導性ポリマーの前駆体ポリマーである、テトラフルオロエチレン及びCF2=CFO(CF2)2−SO2Fから得られたパーフルオロスルホン酸樹脂の前駆体(加水分解及び酸処理後のイオン交換容量:1.4ミリ当量/g)ペレットを準備した。次に、その前駆体ペレットを、水酸化カリウム(15質量%)とメチルアルコール(50質量%)とを溶解した水溶液に、80℃で20時間接触させて、加水分解処理を行った。その後、ペレットを60℃の水中に5時間浸漬した。次いで、水中に浸漬した後のペレットを、60℃の2N塩酸水溶液に1時間浸漬させる処理を、毎回塩酸水溶液を新しいものに代えて、5回繰り返した。そして、塩酸水溶液に繰り返し浸漬させた後のペレットを、イオン交換水で水洗、乾燥した。これにより、プロトン伝導性ポリマーであるパーフルオロカーボンスルホン酸樹脂(−[CF2CF2]−[CF2−CF(−O−(CF2)2−SO3H)]−;PFSA)を得た。
表1の実施例2に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例1と同様の方法で、厚さ15μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の実施例3に記載のナノファイバーシートを用いて、アニール処理の条件を150℃で20分間に変更した以外は、実施例1と同様の方法で、厚さ10μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の実施例4に記載のナノファイバーを用いた以外は、実施例3と同様の方法で、厚さ10μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
実施例4の複合高分子電解質膜の厚さを15μmに変更した以外は、実施例4と同様の方法で、複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の実施例6に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例5と同様の方法で、複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。また、実施例6の複合高分子電解質膜の断面のSEM写真を図4に示す。図4中、符号1で示されるのがナノファイバーシートとプロトン伝導性ポリマーの複合層であり、符号3で示されるのがプロトン伝導性ポリマー層である。また、実施例6で用いたナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率を評価した結果を表2に示す。
アニール処理の条件を160℃で20分間に変更した以外は、実施例6と同様の方法で、複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の実施例8に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例6と同様の方法で、複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の実施例9に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例6と同様の方法で、複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の実施例10に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例6と同様の方法で、複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。また、実施例10で用いたナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率を評価した結果を表2に示す。
ナノファイバーシートを用いない以外は、実施例6と同様の方法で、厚さ15μmの高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
ナノファイバーシートを用いない以外は、実施例2と同様の方法で、厚さ15μmの高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の比較例3に記載のナノファイバーを用いた以外は、実施例6と同様の方法で、厚さ15μmの高分子電解質膜を作製し、評価を行った。なお、ナノファイバーシートの材質はポリフッ化ビニリデンであった。結果を表1に示す。また、比較例3で用いたナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率を評価した結果を表2に示す。
表1の比較例4に記載のナノファイバーシート(140℃でカレンダー熱処理が施されている。)を用いた以外は、実施例6と同様の方法で、厚さ15μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。なお、ナノファイバーシートの材質は、ポリフッ化ビニリデンとポリエーテルスルホンとを7:3の質量比で混紡したものであった。結果を表1に示す。面内及び膜厚方向の寸法変化率は、ボイド欠陥が多いため測定しなかった。
表1の比較例5に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例6と同様の方法で、厚さ15μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
表1の比較例6に記載のナノファイバーシート(140℃でカレンダー熱処理が施されている。)を用いた以外は、実施例6と同様の方法で、厚さ15μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。面内及び膜厚方向の寸法変化率は、ボイド欠陥が多いため測定しなかった。
表1の比較例7に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例6と同様の方法で、厚さ15μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。なお、ナノファイバーシートの材質はポリアクリロニトリルであった。結果を表1に示す。また、比較例8の複合高分子電解質膜の断面のSEM写真を図6に示す。20℃から150℃の平均線膨張率は、複合化したナノファイバーが劣化したため測定できなかった。また、比較例7で用いたナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率を評価した結果を表2に示す。
表1の比較例8に記載のナノファイバーシートを用いた以外は、実施例4と同様の方法で、厚さ10μmの複合高分子電解質膜を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
比較として、市販されている電解質膜Nafion211(商品名、Dupont製)の20℃から120℃の平均線膨張率、厚さ、並びに面内寸法変化率及び膜厚方向寸法変化率を評価した結果を表1に示す。なお、20℃から150℃の平均線膨張率は、装置の仕様範囲を超えて5mm以上の変形をしたために測定できなかった。
Claims (9)
- 目付が1.5g/m2以上4.0g/m2以下であるナノファイバーシートと、プロトン伝導性ポリマーと、を備える複合高分子電解質膜であって、
前記電解質膜は、前記プロトン伝導性ポリマーと前記ナノファイバーシートとを複合化したシート形状を有しており、かつ、前記シート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が300ppm/K以下である、電解質膜。 - 前記ナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が250ppm/K以下である、請求項1に記載の電解質膜。
- 前記プロトン伝導性ポリマーを厚さ15μmのシート形状を有するように成形した場合の、前記厚さ15μmのシート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が1550ppm/K以下である、請求項1または2に記載の電解質膜。
- 前記ナノファイバーシートの空隙率(%)が75%以上90%以下であり、
前記電解質膜における前記ナノファイバーシートは、前記プロトン伝導性ポリマーへの含浸前に比べて、50%以上75%以下の範囲で膜厚が収縮したものであり、前記電解質膜の厚さに対する前記ナノファイバーシートの厚さの比率が25%以上60%未満である、請求項1から3のいずれか一項に記載の電解質膜。 - 前記ナノファイバーシートは、ポリエーテルスルホン、ポリベンゾイミダゾール及びポリイミドからなる群より選ばれる1種以上を含む、請求項1から4のいずれか一項に記載の電解質膜。
- 前記ナノファイバーシートにおける繊維の平均繊維径は100nm以上500nm以下であり、前記ナノファイバーシートの前記プロトン伝導性ポリマーへの含浸前の厚さは8μm以上28μm以下である、請求項1から5のいずれか一項に記載の電解質膜。
- 前記ナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が200ppm/K以下であり、前記プロトン伝導性ポリマーを厚さ15μmのシート形状を有するように成形した場合の、前記厚さ15μmのシート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が1550ppm/K以下である、請求項1から6のいずれか一項に記載の電解質膜。
- ナノファイバーシートと、プロトン伝導性ポリマーと、を備える複合高分子電解質膜であって、
前記電解質膜は、前記プロトン伝導性ポリマーと前記ナノファイバーシートとを複合化したシート形状を有しており、かつ、前記シート形状の面方向における20℃から150℃の平均線膨張率が350ppm/K以下である、電解質膜。 - 目付が1.5g/m2以上4.0g/m2以下であるナノファイバーシートと、プロトン伝導性ポリマーと、を備える複合高分子電解質膜であって、
前記電解質膜は、前記プロトン伝導性ポリマーと前記ナノファイバーシートとを複合化したシート形状を有しており、かつ、
前記プロトン伝導性ポリマーはシート形状を有しており、
前記ナノファイバーシートの面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が250ppm/K以下であり、前記プロトン伝導性ポリマーを厚さ15μmのシート形状を有するように成形した場合の、前記厚さ15μmのシート形状の面方向における20℃から120℃の平均線膨張率が1550ppm/K以下である、電解質膜。
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