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イオン飛跡グラフト重合法によるヨウ化水素濃縮用カチオン 交換膜の開発

机译：离子追踪接枝聚合方法对碘化氢富集氢气浓缩的研制

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熱化学IS プロセスは、大規模かつ安定的な水素製 造法として有望である。IS プロセスでは、ブンゼン 反応（SO2 + I2 + 2H2O → 2HI + H2SO4）で生じたHI 水溶液を加熱し、HI 蒸気を分解反応に送給する工程 がある。本工程での課題は、HI と共に大量の水が蒸 発してしまうこと（共沸現象）である。そのため予め、 カチオン交換膜（Cation Exchange Membrane）を用い た電解電気透析により、HI 水溶液中のHI 濃度を共沸 組成以上に濃縮しなければならない。電解電気透析用 のCEM には、印加電圧低減のために低い膜抵抗と、濃 縮濃度上昇のために低い水透過率が要求される。 これまでに線グラフト重合法によるCEM の開発が 行われてきたが、抵抗が低い膜ほど水透過率は高く なってしまう傾向が見られた。そこで本研究では、 低抵抗と低水透過率の両立を目指し、イオン飛跡グラ フト重合法3)によってHI 濃縮用CEM を開発することを 目的とした。イオン飛跡グラフト重合法では、Fig.1 に示すように、基材膜への重イオン照射とイオン飛跡 へのイオン交換基含有グラフト鎖の導入によってCEM を作製できる。膜を貫通する一次元イオンチャネルは イオンを効率的に輸送し（低い膜抵抗）、周囲の未改 質領域はイオンチャネルの過度の含水膨潤を防ぐので 水透過を抑制すると期待した。
机译：热化学是工艺是具有大规模和稳定的氢生产方法的优点。在该方法中，存在加热含水水溶液（SO2 + H 2 SO 4）的步骤并将HI蒸气送入分解反应。该方法中的问题是用HI（共沸现象测定法）蒸发大量水。因此，通过使用阳离子交换膜的电解电渗析，Hi水溶液中的HI浓度必须浓缩至共沸组合物。用于电解电渗析的CEM需要低膜抗性，以降低施加的电压和低水渗透率的浓度增加。到目前为止，已经进行了通过线移植聚合的CEM的开发，但随着抗性较低的水渗透率倾向于更高。因此，在本研究中，它旨在通过旨在实现低抗性和低水渗透性来开发HI浓度的CEM。在离子跟踪移植物聚合方法中，如图2所示。如图1所示，CEM可以通过将含离子交换基团的接枝链引入基底膜和含离子交换基团移植链的离子跟踪来产生。一维离子通道穿透膜有效地运输离子（低膜抗性），并且期望抑制水渗透的周围的未介入区域，因为它可以防止离子通道的过度水膨胀。

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