ˆ˙ ˝˛˚˜ ! #$%& 6 789 ˆ ! ’()*+,-./012345 :; ?@a01
TRANSCRIPT
��2.�������� 2.2 ������ ���� ����
��� ���� ����!
"�#$%&
� ������!'()*+,-./012345
"�#$%&
6�789
'()*+,-./012345:;< ����=>?@A01<B
C�DEFGHIJKLM�NC�DE G �N
O�PQRS��TUV WXUV WX
1YU Z[ \]Z[ \]
11
��2.�������� 2.2 ������ ���� ����
�^_`
$%� _` a b$%� _` acb
"d&ef�g ��hiF����� 3,4j�����f�gkl^ 5j�����f�g l^ 5Rm?nopN 6�����q2rspNte no �u vw2x 7te�no��uvw2x�>y��;<PQ����z{5�����q2|pN
7}33
"9&��~� �����F����/F>PQ�������F��@��F��2�S�F�PQ|�����@
34}36
"�&�?�O���
¡¢£¤F¥¦F���^F>§¨©�ª«F¬®�£¬¯°kl
37
"±&��²³ t´µb¶·)¸¹{º��¬�rs5 t´µb¶
22
"±&��²³ t´µb¶·)¸¹{º��¬�rs5pN
t·)¸¹{»¼
��2.�������� 2.2 ������ (1)ef�g ���� ½�¾
33
��2.�������� 2.2 ������
�����F(¿bÀc/FÁÂÃÄ
(1)ef�g ���� ½�Å
������Æ9��Ç/c´ºÁÂ
�����"ÈÉ+ Ê&(¿bÀc/
ÁÂÃÄ
ËÌÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
ËÔÍ�ÕÖ(×ØÙE�N
�����"ÈÉ+cÊ&(¿b /
ÁÂÃÄÚÔÛÜg ÚÔÌÜg
O�PQRS��T
1YU
Ë�ÍÝ ?Þß@àÃá?Þß@âã
ËäÍåÝÎæçèé/ ������2$%
êë�ëìíîï
44
��2.�������� 2.2 ������
�����2f�ðñ
(1)ef�g ���� ��ÅÅò¾Ô
Fóô$%õö5÷4
����� ����e ���� f�g"ÈÉ+cÊ&
ÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
ÁøEùú|ûH;<üýþº ������������ÎÙE��PQ÷4
Fóô$%õö5÷4FÎÏ.Ð/�k@2� @01� ���´µ),ÑÒ@A01|�¹���º���25¡�� IcJcä� dU �PQD�
���
�N ��I J ä�dU �PQD� �����|�� !���
�ÕÖ ×ØÁøEùú|ûH;<üýþº
Fóô$%õö5÷4F��"ºÖ(×Ø@5#$%���
�ÕÖ(×ØÙE�N
Ö(×Ø&2 ����'()h*+,PQ÷4
Ý ?-Ý5÷.%�<B /I 0� $%ö5÷4
���1���25N÷Ý��234IcJc5678��9;:;5<=���
>�Ô�
Ý ?FÃá?Þß@âã
Ý ?-Ý5÷.%�<B/Icb,ÇPQ��?T?�@A�Ãá-Ý5$%%�õö÷4
F0�º$%ö5÷4BÝ �Cö5��D
Fóô �����|�E
>���
åÝÎæçèé/ ������2$%
������<Bèé/2�FG�Á�HA�åÝÎæç�I� �����
Fóô �����|�E�æ�IcJc�56PQJ�
KL5<=���
(ɵM·7�Sh5��)
��ä�
55f�gN �OIP1>f�QkRSf
��2$% (ɵM·7�Sh5��)
��2.�������� 2.2 ������
1.2
(1)ef�g ���� ����
1.0
1.2
e / V
JTcU�@ÝØ VW
0.8
Cel
l Vol
tag
�XYBH+D Z
W
������
0 0 0 2 0 4 0 6 0 8 1 0
0.6
C
J. Electrochem. Soc., 139, 2477 (1992)
������ [Ò XYBe�D\]cU�@ÝØ V
0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Current Density / A cm-2
���^�ÃANature mater., 17, 13 (2008)
���^�ÃA
W ´µ),ÑÒ@
Z Ö(_A"Îæ`aþ&
b Ý ?FÃá?Þß@
66
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ����
�c��d�
ÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@5�N
�efghij¯º´µ),ÑÒ@01
�e���
kOR�FC-Cubicl�´µb¶·)�E� �O�m�¬��
2ÓÄ@5�N ´µ),ÑÒ@01
����'ÎÏ.Ð/�no|´µ),ÑÒ|��%�55N÷|%�
��
�c�����2e
���NÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
´µ),ÑÒ|��%�55N÷|%�
p��q�r
e NÁøEùú|ûH;<üýþº ������������ÎÙE��PQ÷4
p��q�r(stuvwsxyz�)
�c÷4%�<Bno2\´µcÏ
W´µ),ÑÒ{(����PQ��
F þÝ ��"|}~�PQ�gÝ|�F�u
��PQ5÷4´µ),ÑÒ@01��
ZÎÙE��PQ��
bÎÏ.Ð/����PQ
PQ�gÝ|�F�uF��þ7���|�F�u
F+�� "I�E| &
´ ),ÑÒ@01�¹��5¡�
��±�1U �PQD� ���|��
77
��|�F�u D����|��
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ��äÛ
kOR�FC-CubiclnoW
�eFhij¯�º���g´µ),ÑÒH�ÝPQ��
���'´µ),ÑÒ{(����N
����W�Ì� þÝ ��"|}~�"���ê�&|��
´µ),ÑÒH�ÝPQ�� ÑÒ{(����N
^�N ÑÒ������ ´µ),{(�k@$%
���´µ),ÑÒ{(����PQ��
^�N ÑÒ������ ´µ),{(� @$%PFSA
HC
Cou
nts
egFig5i�£���/����
ÑÒ��= 89% ÑÒ��= 53%1 10 100
current / pA
���/� ��|�F
´µ),ÑÒ{(��
��PQ"����� @$%&5÷4
m�F�/·NA������k@$%&5÷4
88100nm
100nm
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ��äÌ
90ºC (39%RH) 90ºC (50%RH)
����W�9 ���ê�|�� ���´µ),ÑÒ{(�����zkOR�FC-Cubicl
(/�,Ý*��c+/
�k�´µ),Ï.Ð/
�k�ÑÒ��(/�,
B����D
ÑÒ��
90ºC (50%RH)
100 nm 100 nm ��k�´µ),Ï.Ð/
��k�ÑÒ��
ÁøEùú| �
�ehiùú�º
Nafion®
¡¢ £,
ÑÒ��
(/�,Ý*�� +/�ehiùú�º
´µ),ÑÒ��
����5f� coun
ts
¡¢¤£, *��c+/(/�,B����D
99100 nm 1 10 100 ¥/ pA
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ��äÔ
����W�9 ���ê�|�� ���´µ),ÑÒ{(�����zkOR�FC-Cubicl
¦§5¨©÷�ÎÏ.Ð/�-"�k@F� @&$%ö5÷4
O�mº��
0.7
0.8
ªI«¬
¢Mæç
,®MåÝÎæç
ɵ ·åÝÎæç
0.5
0.6
6!� ¥ ɵM·åÝÎæç
0 2
0.3
0.4
�56 6
0 0
0.1
0.2
e-A
FM��
1010
0.0¡¢¤£,"¯.()&
\·/°£,(±²³)
,®MåÝÎæç
ɵM·åÝÎæç
¡¢¤£,"´;£;&
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ��äÔ
kOR�FC-CubiclnoZ
�eFhij¯�º ���'ÎÙE��PQ��
���'ÎÙE��N egFigi�
����Z�Ì ��þ7�"µ�¶&|��ÎÙE��PQ��
ÎÙE��PQ�� �N eg igi�
·¸2>>;���õö��|�F ���'
ÎÙE��PQ5÷4
��� �
ÎÙE��PQ5÷4
���
���
�
¹°
(m2 /s
)º»¹
º»¼"(m2/s)º»¼"(m /s)
1111
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ��ä�
DNMR D ´µ),ÑÒIJKLM
kOR�FC-Cubicl����Z�9 µ�¶|��ÎÙE���z
DNMR D�
¡¢¤£,
´µ),ÑÒIJKLM��56
ÎÏ.Ð/���k@2� @
ǵc½(Ã�"´µ),�M¾,Ç&
2 0
2 5
1:1 /,
ǵc½(Ã���f
� @ � @$%õö5÷4
1 5
1:1 /,
Òg56
°)
1 0
´µ),ÑÒ
º»¹°
540oC
60oC
80oC
D�
(´
°c·/Ã�
1212
00 5 1 0 1 5 2 0 2 5
DNMR (NMR56º»¹°)
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ��äÅ
kOR�FC-Cubicl����Z�9 µ�¶|��ÎÙE���z
´µ),ÑÒ|��;��οÀ5N÷Ý"ÁmÂ&
O�mº��
90%RH
Ã�º»Ä�º»
90%RH
¡¢¤£, (/�,Ý*��c+/(/�, B����D
90%RH
80%RH
70%RH
90%RH
80%RH
70%RHg 70%RH
60%RH
50%RH
70%RH
60%RH
50%RH
ÓûÅg
50%RH
40%RH
50%RH
40%RH
1313
30%RH10-3 10-2 10-1 100 101 10-3 10-2 10-1 100 101
ÆǼ" T1 (S) ÆǼ" T1 (S)
30%RH
��2.�������� 2.2 ������
ËdÍÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
(1)ef�g ���� ��äÈ
kOR�FC-Cubiclnob
+,56 6!<��z�5��%�<B+�� ��
���_ÎÏ.Ð/����N
+�� |��ÁÉz���56
����b +�� |��ÎÏ.Ð/��q�
%�<B+�� �� ÎÏ.Ð/����N ÁÉz���56
ÓÄ@�NÊ�5ËÝ
Ux�η(½cÌ�“��� @”
Í �η(½c�I»“g�� @”
1414
��2.�������� 2.2 ������
Ë9Í�ÕÖ(×ØÙE�N
(1)ef�g ���� ��ä�
����'Ö(×ØIJKLM�N
���Î�Ý|ÏGÖ(��\@÷Ð
�c��d�
�@A ����
�´µb¶·)�E� �O�m�¬��kOR�FC-Cubicl
IJKLM�N ÏGÖ(��\@÷Ð
����no������Ö(×Ø|��%�55N÷|%�
����
Ö ×Ø ��%� 5N÷ %�
�c�����2e
���N�ÕÖ(×ØÙE�N
pÎ��q�r(stuvwsxyz�) e NÁøEùú|ûH;<üýþºÖ(×ØÙE��
�� ����'()h*+,PQ÷4
�c��%�<Bno2\´µcÏ
WÖ(×Ø&éc½� F1���1YUÑøÒ��|�F�u
PQ5÷4��"º×Ø@#$���
Z()h*+,PQ��
bÖ(×ØIJKLM��
��|�F�uFÓ �ÔÕö��|�F
�u
F()h*2ÓÄ@5÷.%��2º�u
1���25N÷Ý
��5678��9:;5<=���
1515
%��2º�u <=���
��2.�������� 2.2 ������
Ë9Í�ÕÖ(×ØÙE�N
(1)ef�g ���� ��ä�
kOR�FC-CubiclnoW
�eFhij¯�ºÎæFÖæÖ(×Ø×g8¼+,ö��
ÁøEùú|ûH;<Ö(×ØÙE��N
noW
egFigi�
·¸2+,õö��
����W ¢Mæç2åÝÎæç ���Ö(×Ø&+,
Ö(×Ø×g8¼+,ö�� Ö(×ØÙE��N ·¸2+,õö��|�F ���Ö(×Ø&+,PQ5
÷4
80 oC
¹° cm
Hg)
Ö(×ع
m/c
m2
sec
Ö(c
c c
1616
��2.�������� 2.2 ������
Ë9Í�ÕÖ(×ØÙE�N
(1)ef�g ���� ��ä�
kOR�FC-CubiclnoW
���'[~s�aØÈ/L"()h*&+,PQ��
���'Ö(×ØÙÚ��N
noZ
o-Pspolystyrene
p-Pse+
����Z-d Ó �ÔÕö|��()h*��PQ��
"()h*&+,PQ�� Ö(×ØÙÚ��N
egFig5i�£���/���|�F ���' ���'
()h*��PQ5÷4
£/T£/T{{ £/T-*b)µKÛM
(o-Ps)
£/T-*b)µKÛM
(o-Ps)
{-*b)µKÛM
(p-Ps)
{-*b)µKÛM
(p-Ps) *b)µ,*b)µ,
0 4 2 140 ()h*
1717
0.125 ns 0.4 ns 2 – 140 ns ()h*
��2.�������� 2.2 ������
Ë9Í�ÕÖ(×ØÙE�N
(1)ef�g ���� ��äÜ
����Z�9 Ö(×ØÙE���zkOR�FC-Cubicl
Ý(n
s) 2.2()h*ÞÝ
10-8
Hg) (n
m3 )0.12
Ö(×ØÙE
µKÛMßÝ
2.010-10
(×Ø&
m2
sec
cmH
/L
, VF
V, P
s
0.10
/)*b)µ
Ö(
(cc
cm/c
m
)h*È/
£/
Óûig (%)
1.80 20 40 60 80 1000 20 40 60 80 10010-12
Óûig (%)
()
0.08
àá �iggig×ØIJKLM�N<B
\´µcÏ5÷4
1818aØ�Îâ�"×Ø&ãä&
pÎ|ÏGHåÝæç"×Ø&1è&
��2.�������� 2.2 ������
Ë9Í�ÕÖ(×ØÙE�N
(1)ef�g ���� ��äÜ
����b Ö(×ØIJKLM�NkOR�FC-Cubicl
Ö(×Ø#$��
��é�|��Ö(×ØIJKLMÓé5N÷Ý
dry wet wet wet dry-wet wet-wet
Ö(×Ø#$��
()h*êhÐM)ëc·���f
dry-wet wet-wet dry-wet wet-wet
1919ÎÏ.Ð/ÐM)ëc· Îìí
��2.�������� 2.2 ������
Ë�ÍÝ ?fÃá?Þß@âã
(1)ef�g ���� ��ÅÌ
Ý ?fÃá?Þß@5 ����egij¯�
�c��d�
�e�
�´µb¶·)�E� �O�m�¬��
kOR�FC-Cubicl
0�º$%%� ºÞß@÷Ð
����-ÝÙE5
��æç
�c�����2e
á
����-ÝÙE5î���£��õö��
���NÝ ?fÃá?Þß@âã
e NÝ ?-Ý5÷.%�<B/Icb,ÇPQ��?T?�@A�Ãá?-Ý5$%%�PQ÷4��?T?�@A�Ãá?-Ý5$%%�PQ÷4
�c÷4%�<Bno2\´µcÏ
WÝ ?-Ý/Icb,Ç FÝ �C(a·)/ö0�º$%PQ5÷4WÝ ?-Ý/I b,Ç
PQ>y��ZÃá?Þß@âã<B´µ)'/2$%ö��
FÝ �C(a·)/ö��|�F�u
Fïð@,���|�F�u
PQ5÷4� ��
���|��
2020
��
��2.�������� 2.2 ������
Ë�ÍÝ ?fÃá?Þß@âã
(1)ef�g ���� ��ÅÔ
noW
Ý ?-Ý/Icb,ÇPQ>y��
-Ýî�$%ö���
kOR�FC-Cubicl
PQ>y�� ���
����W Ý ?-Ý/Icb,ÇPQ��
�"*�Êc& Ý �C
I�ñ,�(SEC-MALLS)
*�Êc²òÞÝ
�"*�Ê &ó
I�ô�C
Ý �C(a·)/,�
/£,·µÊ)LC-MS I�ô�Cq�LC MS
Ý �C(a·)/ö5Ý �C(a·)/ö5>y|��;
Ý ?-Ý|ÏG��ÞÝî�$%PQ5÷4
2121
î �$%PQ5÷
��2.�������� 2.2 ������
Ë�ÍÝ ?fÃá?Þß@âã
(1)ef�g ���� ���
����W Ý ?-Ý/Icb,ÇPQ|�����z
���2bJ/2GHH�Ý|�E
kOR�FC-Cubicl
ØÖÝÎæ(H2O2)200
300
H2O2
GHH�Ý|�E
0
100
10I80000 åÝÎæç
0
40000
30I80000�CÅg
15I
30I
0
40000
80000�
30I
1¼"
0
4000
8000
45I
2222
0330 370 400 440 480 520 560 600 640 680
õò (nm)
45I
��2.�������� 2.2 ������
Ë�ÍÝ ?fÃá?Þß@âã
(1)ef�g ���� ��Åä
noZ
?TÃá?Þß@âã<B´µ)'/2$%ö��
?T?�Ãá?-Ý5$%%�PQ��� h×-ÝÑÉ
kOR�FC-Cubicl
´µ)'/2$%ö�� $%%�PQ���
����Z ?T?Ãá¡@$%õö��
h×-ÝÑÉ´µ)'/2$%ö
|ö
Temperature
80 CÞß@$%
30 C
Humidity
100%
30 mim
Transducer
30 C
40%
30 mim1 cycle (x30)
®/÷è,UV�
øEøE
AFMPiezo
2323
øEøE
���
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ��ž
���ùN;����@Aèé/*�Êc��
�ÕIJKLM�N|JÑ
�c��d�k1YU l
�@A ����
�´µb¶·)�E� �O�m�¬��
èé/*�Ê �� �N|JÑ
��S�j¯��j¯�úû�N652�ü���èé/��ýJ
�c�����2e
���NåÝÎæçèé/ ������2$%
N652�ü���èé/��ýJ
���NåÝÎæçèé/ ������2$%
e N ������<Bèé/2þF �Á�HA�åÝÎæç�I� ���5��
�c��%�<Bno2\´µcÏ
W´µ),ÑÒ@|�º<�I� FɵM·7�Sh Á�HA� ���W���+2��@��S�
Z�������
bÁ�@÷Ð
·7 Sh��|�F�u
FAFM��|�F�u
� ÑÉ�5ÁÂ;$%
Á�HA� �����|�E
æ�IcJc�56PQJ�KL5<=���
2424
bÁ�@÷Ð F� ÑÉ�5ÁÂ;$% J�KL5<=���
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ��ÈÛ
k1YU l
noW
�I����+2��@��S�ö��
k���èé/ºÆ�@A01|m
#(/�,Ý �(/�,Ý
����W �I����+2��@��S�ö�� ɵM·7�Sh5��;S�·�5÷4;<
S�ö�� �@A01|m
S�·�âã #(/�,Ý � �(/�,Ý o�N �/Ý��Ý
IEC Calc.IECSample name Mw /meq
g-1
IEC/meqg-1
S-6H (14) 3:1 176,000 1.96 2.17 S 6H (14) 2 1 124 000 1 80 1 89S-6H (14) 2:1 124,000 1.80 1.89S-6H (14) 1:1 69,200 1.15 1.37 S-6F (10) 3:1 118,000 2.02 1.95 S-6F (10) 2:1 239,000 1.65 1.72 S-6F (10) 1:1 37,100 0.98 1.26
CHCO O SO3H
CFCO O SO3H
2525l C O m
O CH3
CH3
O l C O mO CF3
CF3
O
S-6H S-6F
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ���
k1YU l
noZ
�������2¡@$% ����2C@ĹÊ���¹
��� [H2O]/[SO3H]120
������(80 ºC, 100% RH)
����Z-d �������2¡@$%"pÎ@Ìð��@&
2 3(80 ºC, 30-100% RH)
20
25� 22
2180
100
120Through-plane direction In-plane direction
%
( , )
15
]/[SO
3H] z13
1040
60
80
wel
ling
ratio
/%
5
10
[H2O
]
20
40Sw
20 40 60 80 1000
Relative humidity / %
0
(14) 1:1S-6H
(14) 2:1S-6H
(14) 3:1
S-PPBPS-6H
� S-6H (14) 3:1 (1.96 meq g-1)
2626
� S-6H (14) 2:1 (1.80 meq g-1)� S-6H (14) 1:1 (1.15 meq g-1)� S-PPBP (2.79 meq g-1)
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ���
����� ���� ����� ����
����Z-9 �������2¡@$%"��&1@&k1YU l
100
�
����� ����(50-80 ºC, 100% RH)
������ ����(50-80 ºC, 100% RH)
100
�
75
100
o /%75
100
o /%
50
Swel
ling
rati
50
Swel
ling
ratio
50 60 70 800
25
50 60 70 800
25S
50 60 70 80Temperature / ºC
� S-6H (14) 3:1 (1.96 meq g-1)� S 6H (14) 2:1 (1 80 meq g-1)
50 60 70 80Temperature / ºC
In water, 2h
2727
� S-6H (14) 2:1 (1.80 meq g 1)� S-6H (14) 1:1 (1.15 meq g-1)� S-PPBP (2.79 meq g-1)
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ��ÈÈ
AFM��|������
����Z-� �������"��"|}~���&k1YU l
Phase imagePhase image TopographyTopography Current imageCurrent imageAFM��|������
S-6H (14) 3:1(1.96 meq g-1)( q g )
S-6F (10) 3:1(2.02 meq g-1)
2828r.t., 85% RH
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ���
k1YU l
nob
Á�@÷Ð ���+:�ýJ
´µ),ÑÒ@2Î����S-6H series
0�
����b-d Á�@÷Ð"´µ),ÑÒ@&
´µ),ÑÒ@2Î����
-3
-2
-1
�
�/ S
cm
-1)
90% RH 30% RH0
�
0 S-6H (14) 3:1 S-6F (10) 3:1S 6H (14) 2 1 S 6F (10) 2 1
�
0 2 4 6 8 10 12-6
-5
-4 S-6H (14) 3:1 (1.96 meq g-1) S-6H (14) 2:1 (1.80 meq g-1) S-6H (14) 1:1 (1.15 meq g-1) S-PPBP (2.79 meq g-1)
log
(�
-2
-1
�
� / S
cm
-1)
-2
-1S-6H (14) 2:1 S-6F (10) 2:1 S-6H (14) 1:1 S-6F (10) 1:1 S-PPBP
�
� / S
cm
-1)
S-6F series
0 2 4 6 8 10 12�([H2O]/[SO3H])
-1
0�
5
-4
-3
S-6H (14) 3:1 S-6F (10) 3:1 S-6H (14) 2:1 S-6F (10) 2:1 S-6H (14) 1:1 S-6F (10) 1:1 S-PPBP
log
(�
-4
-3
log
(�
-4
-3
-2
S-6F (10) 3:1 (2.02 meq g-1)
�
log
(� /
S cm
-1) 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
-5
IEC (meq g-1)0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
-5
IEC (meq g-1)
gig�º
29290 2 4 6 8 10 12
-6
-5
�([H2O]/[SO3H])
( ) ( q g ) S-6F (10) 2:1 (1.65 meq g-1) S-6F (10) 1:1 (0.98 meq g-1) S-PPBP (2.79 meq g-1)
gig�º��¡1@��5÷.
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ��ÈÅ
´µ),ÑÒ1@
����b-d Á�@÷Ð"´µ),ÑÒ1@&k1YU l
0�
S-6H (14) 2:1(��&�����)
0�
Nafion®112(��&�����)
´µ),ÑÒ1@
-1
0� Through-plane� In-plane
-1
0 Through-plane! In-plane
-2
�
("/ S
cm
-1)
-2
�
("/ S
cm
-1)
-4
-3log
-4
-3log
20 40 60 80 100Relative humidity / %
20 40 60 80 100Relative humidity / %
3030
��1@5�� ���2|�Fghi��º�´µ),ÑÒ@5Á�
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ��ÈÔ
hi�Ö(×Ø@"80#&
����b-9 Á�@÷Ð"Ö(×Ø@&k1YU l
H2 permeability coefficient(humidity dependence)
O2 permeability coefficient(humidity dependence)
hi�Ö(×Ø@"80#&
1E-8 S-6H (14) 3:1 (1.96 meq g-1) S-6H (14) 2:1 (1.80 meq g-1)S 6H (14) 1:1 (1 15 meq g-1)
�
ent
g)-1
1E-8 S-6H (14) 3:1 (1.96 meq g-1) S-6H (14) 2:1 (1.80 meq g-1)S 6H (14) 1 1 (1 15 -1)
�
t 1
1E-9S-6H (14) 1:1 (1.15 meq g )
6H (14) 3:1
�bilit
y co
effic
icm
2 sec
cmH
gS-6H (14) 1:1 (1.15 meq g 1) 6H (14) 3:1
�ity c
oeffi
cien
tm
2 sec
cmH
g)-1
1E-10
Per
mea
b/c
c cm
(c
1E-9
Per
mea
bili
/cc
cm (
cm
0 20 40 60 80 100
1E-11
Relative humidity / %0 20 40 60 80 100
Relative humidity / %/£,��`ñ�É ·
3131
/£,��`ñ�ɵM·��|K¿;��
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ���
�� �¡@2^�C@
����b-� Á�@÷Ð"�� �¡@&k1YU l
$%&'((80 ºC, 42% RH)
1.00�
V
e-AFM��)*+,(r.t. Dry state)
S-6H (14) 3:1 S-6H (14) 2:1 �����-*�.
0.50
0.75
Cell
volta
ge /
V�
�����-*�./0
0.25
400
600
ce/ m
� c
m2
�
C
�
�1��23456
0
200
Cell
resis
tanc�
S-6H (14) 1:1 �1��23456-78./0
� S-6H (14) 3:1 (1.96 meq g-1)
00 500 1000 1500 2000 C
Current density / mA cm-2
�
3232
� S-6H (14) 2:1 (1.80 meq g-1)� S-6H (14) 1:1 (1.15 meq g-1)
Nafion®112
��2.�������� 2.2 ������
˱ÍåÝÎæçèé/ ������2$%
(1)ef�g ���� ��¾Ì
����b-± Á�@÷Ð"¡@�2B&k1YU l
� eª f�ª
´µ),ÑÒ@Û�Å���ÌÛ�Ô �àï�P1 Û�Å����ÌÛ�Ô �àï� >´µ),ÑÒ@" !�ÜÛ�"ëò��Û#¶Ú& " !��Û�"ëò��Û#¶Ú&
>
Ö(×Ø@ µ $î%&ç ��ÌàÌÛ ÌàÌÛP� �
Ãá?��@ ÌðÞÝÌÛ�#P_"ài& ��0¾#�'0ÌÜ# >
Þ(@ ÔÛÛ�)P1 ÔÔÛ�) �
¢¶,),Þ@ÌÛ�*�ñãäÌÛ�+P�"ÈÛ�"ë�ò�ê�Ô, ä�--�&
�ñãä�+ �
��êë¡@ �e.EÅÛÛÛ�*P1� /� �e.EHÌÛÛÛ�*P1/�Á >
��èé/ ��Æeª5¸0f�
NEDO>y��|�ÉM-À\M´+1
3333
��2.�������� 2.2 ������
��~�
(2)��~� ���� ��ž
�����[d] ÎÏ.Ð/2´µ),ÑÒ@2ÓÄ@�N
AFM|��´µ),ÑÒ������� NMR|
SPES Nafion
e-AFM|��´µ),ÑÒ�������NMR|��º»¹°��ÆǼ"I«,��ÆÁmÂ��º�F_2O�mf m�F��$%5 ���3��;<��PQÆ AFM�NMR2�G�4?����;<��PQÆAFM�NMR2�G�4?��5¨5L@��I�Ã657G<B��fU ºÒ8;�%9�§@���3 6|��g|���ÆÁm)M´��/5f�;��F
ee--AFMAFM|��´µ),ÑÒg|��´µ),ÑÒg��z��z��|��´µ),ÑÒ{(��|��´µ),ÑÒ{(�-"�-"SPESSPES}}NafionNafion))5�ef5�ef 6|��g|���ÆÁm)M´��/5f�;��F
PQ��@��wº��3�PQ5�^%��2|�F��56>y�����KL�:°;<:�!´µ),ÑÒ@01|¹�I��+:�ý=�� !�
hij¯�"hij¯�"9090##--50%RH)50%RH)ºº��%��2|�E;<��%��2|�E;<
´ ),ÑÒ@01|¹�I��+:�ý=�� !�>?�ºç¬;��|Ux���5³@;���3
Ã�º»Ä�º»
¡¢¤£,
90%RH
80%RH
70%RH
60%RH
50%RH
90%RH
80%RH
70%RH
60%RH
50%RH
ÓûÅg
NMRNMR|�� ���_RÎÙE��z|�� ���_RÎÙE��zÆǼ"��|�FåÝÎæç�ºÆÆǼ"��|�FåÝÎæç�ºÆ´µ),ÑÒ|��;��Î�¿À%��2´µ),ÑÒ|��;��Î�¿À%��25ÁmºÂB�÷.;<3+�� |��5ÁmºÂB�÷.;<3+�� |��âA2�B�� ���I����+âA2�B�� ���I����+
3434
40%RH
30%RH10-3 10-2 10-1 100 101 10-3 10-2 10-1 100 101
ÆǼ"T1 (S) ÆǼ"T1 (S)
40%RH
30%RH
âA2�B�� ���I����+âA2�B�� ���I����+:�5ý;<3:�5ý;<3
��2.�������� 2.2 ������
��~�
(2)��~� ���� ��ž
�����[9] �ÕÖ(×ØÙE�N
�ÕÖ(×ØÙE��ºÆ �!�ºÙÉ?\´�ÕÖ(×ØÙE��ºÆ�!�ºÙÉ?\´µcÏ|û;�Ó �ÔÕö5��� ���()h*5q�; ������2Ö(º»¡@2ÓÄ@5�N%�C\´µcÏÆ DE@��9>PQ
dry-wet wet-wet dry-wet wet-wet
Nafion åÝÎæç
ÓÄ@5�N%�C\´µcÏÆDE@��9>PQ��5��;<wº��3�õö|�F�'Ö(×Ø|ÄB�����5¡�£�<�2Æ ��FGÝ5HG<B|[B��
ÎÏ.Ð/ÐM)ëc· Îìí
Ö ×ØIJ LM ���zÖ ×ØIJ LM ���z¡�£�<�2Æ��FGÝ5HG<B|[B���º��3�<²³�I�ü<�Jº�g��z�� 6!�PQº�F��FU ºÒ82�G�56w��@2
Ö(×ØIJKLM���zÖ(×ØIJKLM���z
��é�|��Ö(×ØIJKLM��é�|��Ö(×ØIJKLMÓé5N65|; ���I�Óé5N65|; ���I����+:�5ý;<���+:�5ý;<
PQº�F�� U ºÒ82�G�56w��@2��@5;¨w2KL�3
1ô[d]��[9]��PQÆ Q?|Ám56M !���;�6Nô[ ]� [ ] ��PQ Q Ám M � � NO_2O�m56wUx�M5íB���¢¤cU�M·Pc/³IJKLM��Pc/2;�:°O_2��IcJc�-(+MIcJc2�Q;���5¬�%�|Rü<3
3535
��2.�������� 2.2 ������
��~�
(2)��~� ���� ��¾�
�����[±] åÝÎæçèé/ ������2$%
Ám|�S=� åÝÎæç�I� ��5��<Ê/Ïɵ · *�Ê 5çTÁm|�S=�åÝÎæç�I� ��5��<Ê/ÏɵM·'*�Êc5çT?|S�;îÝ ��f����2C@f¡@2ÓÄ@5�N;<3 �!|�FåÝÎæç ����:�2��èé/ ��5�£%�2|�FU#��h×|¨���2ùAºx� ����/ÆO�m¹V5í�;<FCCJ��e5×|¨���2ùAºx�3����/ÆO�m¹V5í�;<FCCJ��e5¸0f�%�wº��3 W|S�õöâãz�ñO5;<S�·��I�ñi�öw�£%�2�ºx<3
�!6��|¨��Æ æ�IcJc�6|XcYcº��(EZIcJc56�!6��|¨��Ææ�I J �6|X Y º��(EZI J 56PQJ�KL5<=��F�����ÆUx�3
� eª f�ª� eª f�ª
´µ),ÑÒ@Û�Å���ÌÛ�Ô �àï�P1" !�ÜÛ�"ëò��Û#¶Ú&
Û�Å����ÌÛ�Ô �àï�" !��Û�"ëò��Û#¶Ú&
>
Ö(×Ø@ µ $î%&ç ��ÌàÌÛ ÌàÌÛP� �
Ãá?��@ ÌðÞÝÌÛ�#P_"ài& ��0¾#�'0ÌÜ# >
Þ(@ ÔÛÛ�)P1 ÔÔÛ�) �
¢¶,),Þ@ÌÛ�*�ñãäÌÛ�+P�"ÈÛ "ë ò ê�Ô, ä --�&
�ñãä�+ �
3636
"ÈÛ�ë�ò�ê� ä�--�&
��êë¡@ �e.EÅÛÛÛ�*P1� /� �e.EHÌÛÛÛ�*P1/�Á >
��;< ���¡@Æ��;< ���¡@ÆFCCJFCCJ[�e5¸0f�;���[�e5¸0f�;���