固体高分子電解質膜の劣化物を定量・定性することができます

燃料電池自動車（FCV）に実装されている固体高分子形燃料電池（PEFC）では、高分子電解質膜として図1に示すパーフルオロアルキルスルホン酸系ポリマーが広く用いられています。
燃料電池中において高分子電解質膜は、副生する過酸化水素と金属イオンとの反応から生成するラジカルで劣化するとされています。今回はラジカルが発生する系（フェントン試験：H₂O₂溶液＋金属イオン）とラジカルが発生しない系（H₂O＋金属イオン）にパーフルオロアルキルスルホン酸系電解質膜を曝した際の溶出イオンの定量分析および劣化生成物の同定分析を行った事例について紹介します。

図1に示す高分子電解質膜の劣化試験において、溶液中にトラップされたフッ化物イオンをイオンクロマトグラフ（IC）を用いて定量しました。図2に示すように、ラジカル発生系の液中からはフッ化物イオンが検出されましたが 、ラジカル非発生系の溶液中では定量下限値未満でした。この点は、パーフルオロアルキルスルホン酸系電解質膜の劣化にはラジカルが関与している報告^*1を支持する結果が得られました。
このように、IC分析では電解質膜の劣化度合いを溶出イオンの量として把握することができます。