ˆ˙ ˝˛˚˜ ! #$%& 6 789 ˆ ! ’()*+,-./012345 :; ?@a01

19
2. 2.2 1 2. 2.2 3,4 5 5 6 7 7 33 34 36 37 2

Upload: ngohanh

Post on 19-Sep-2018

247 views

Category:

Documents


0 download

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

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�;���

��2.�������� 2.2 ������

�?�O���²³

(3)�?�O��  ���� ��ÅÅò¾Ì

ÔÛÛ�Ü ÔÛÛÜÜ+

Ü Ü

9 N V�22Ü8\31]�À

+ÚÔÛÜ ÚÔÌÜ

¡¢£¤ Û Û Û ¯

¥¦"^_`x& Ü ÌÈ ÔÅ ¯

��^ ab ¯���^Fab äÔ �Ô ¾ä ¯

>§F¨©��ª« Û Û Û ¯

¬­®�£¬ Û Ô Ô ¯

3737