燃料電池アプリケーションのためのイミダゾリウム官能化ポリスルフォンアニオン交換膜

アルカリ性アニオン交換膜（AEM）は、アニオン交換膜燃料電池（AEMFC）のための重要な材料であり、酸素還元速度論が容易で触媒の選択肢も広いため、プロトン交換膜燃料電池を上回る可能性があります。四級アンモニウム（QA）AEMは、アルカリ安定性が低いことが示されており、その製造にはしばしば発がん性化学物質が含まれます。したがって、近年、非QA AEMの開発に向けた新たな研究努力が見られます。これらの努力の一環として、本研究はクロロメチル化ポリスルフォンをメチルイミダゾールで官能化することによって製造されたイミダゾリウムAEMを報告します。この膜は、従来の膜と比較して同等またはそれ以上のイオン交換容量、導電率、および熱的安定性を示しました。合成された膜を使用したH2/O2燃料電池は、16 mW cm−2のピーク電力密度を達成しました。この結果は高いとは言えず、膜の安定性が依然として課題ですが、燃料電池におけるイミダゾリウムAEMの使用の可能性が見えてきます。本研究は、非QA AEMの設計と製造の新たなルートを開きます。関与する化学に基づき、異なるクロロまたはブロモメチル化芳香族ポリマーおよびイミダゾール誘導体を使用して膜の導電率と安定性を最適化する可能性があると期待されています。