CN100462390C - 质子导电电解质及其制法燃料电池的电极及其制法和包括它的燃料电池 - Google Patents

质子导电电解质及其制法燃料电池的电极及其制法和包括它的燃料电池 Download PDF

Info

Publication number
CN100462390C
CN100462390C CNB2006100934685A CN200610093468A CN100462390C CN 100462390 C CN100462390 C CN 100462390C CN B2006100934685 A CNB2006100934685 A CN B2006100934685A CN 200610093468 A CN200610093468 A CN 200610093468A CN 100462390 C CN100462390 C CN 100462390C
Authority
CN
China
Prior art keywords
formula
electrode
weight parts
polyurethane
unsubstituted
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CNB2006100934685A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1872898A (zh
Inventor
赵命东
朴贞玉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung SDI Co Ltd
Original Assignee
Samsung SDI Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung SDI Co Ltd filed Critical Samsung SDI Co Ltd
Publication of CN1872898A publication Critical patent/CN1872898A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN100462390C publication Critical patent/CN100462390C/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G61/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carbon-to-carbon link in the main chain of the macromolecule
    • C08G61/12—Macromolecular compounds containing atoms other than carbon in the main chain of the macromolecule
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/02—Polyamines
    • C08G73/0233—Polyamines derived from (poly)oxazolines, (poly)oxazines or having pendant acyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C08L33/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, which oxygen atoms are present only as part of the carboxyl radical
    • C08L33/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L75/00—Compositions of polyureas or polyurethanes; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L75/04—Polyurethanes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02—Details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明提供包括聚氨酯基化合物、聚乙烯(甲基)丙烯酸(PMAA)和交联剂的聚合产物的质子导电电解质；其制备方法；包括载体和形成于其上的催化剂层的燃料电池电极，催化剂层包括担载催化剂及聚氨酯基化合物与聚乙烯(甲基)丙烯酸混合物的聚合产物；电极的制备方法；及包括该电解质和/或电极的燃料电池。该电解质可以低于常用聚苯并咪唑和Nafion的成本制备。该电解质容易通过流延溶剂成膜并容易调控膜的厚度。聚合物电解质膜具有高机械强度、柔韧性和优良的离子导电性。电极在高温工作条件下保持稳定并具有优良的离子导电性，其载体和催化剂层间的结合力提高了。使用所述电解质和电极的燃料电池可在不增湿下于100℃或更高温度运行并具有改进的性能。

Description

质子导电电解质及其制法燃料电池的电极及其制法和包括它的燃料电池
技术领域
本发明涉及一种质子导电电解质及其制备方法、用于燃料电池的电极及其制备方法以及采用该质子导电电解质和/或该电极的燃料电池，更具体地，本发明涉及适合于在高温下保持稳定的高温燃料电池的质子导电电解质、在高温下保持稳定的电极、催化剂和用作该电极的载体的炭纸由更大的结合力相互结合、制备该质子导电电解质和该电极的方法以及应用该质子导电电解质和/或该电极的燃料电池。
背景技术
常规地，人们知道离子导电体是当施加电压时离子能够移动的物质。离子导电体用作电化学装置，例如燃料电池、电化学传感器等。
例如，就产能效率、系统效率、形成部件的长期耐用性而言，燃料电池需要这样的质子导体，即在非增湿条件或相对湿度为50％或更小的低增湿条件下于100～300℃的工作温度长期具有良好的、稳定的质子导电性的质子导体。
已经开发了符合这种要求的固体聚合物型燃料电池。例如，已经开发出包括由全氟碳磺酸形成的电解质膜的固体聚合物型燃料电池。然而，这种包括由全氟碳磺酸形成的电解质膜的固体聚合物型燃料电池却不能在50％或更小的相对湿度下于100～300℃的工作温度长时间地工作。
而且，有的燃料电池包括使用能激发质子导电性的物质的电解质膜，有的燃料电池使用二氧化硅扩散膜，有的燃料电池使用无机-有机复合膜，有的燃料电池使用磷酸掺杂的接枝膜，及有的燃料电池使用离子性液体复合膜。
另外，还公开了由用例如磷酸等强酸掺杂的聚苯并咪唑形成的固体聚合物电解质膜(美国专利5525436)。
然而，上述这种固体聚合物电解质膜不能在高温下长时间稳定运行。尤其是在非增湿或相对湿度为50％或更小的条件下于100～300℃的高工作温度下的长期稳定性不够。
作为这种质子导体的实例，公开了使用全氟碳磺酸或聚苯并咪唑(PBI)/聚偏二氟乙烯(PVDF)作为电极粘结剂的燃料电池。
使用全氟碳磺酸作为电极粘结剂的燃料电池具有大的机械强度、优良的化学稳定性和高的离子导电性。然而，当燃料电池在80℃或更高的温度下运行时，它失去水分从而不能再使用了。结果是，当用全氟碳磺酸作为质子导体时，不能获得燃料电池在高温下运行时能够获得的优势。即，在100-300℃的工作温度下和在50％或更小的相对湿度下，不能获得足够的性能。
另一方面，当燃料电池使用聚苯并咪唑(PBI)/聚偏二氟乙烯(PVDF)作为电极粘结剂时，其氧气透过率低。
此外，上述燃料电池由于过量浸渍磷酸而在运行时经受溢流现象，并且在高温下运行时会膨胀至相当的程度，进而可能局部破裂。
发明内容
本发明提供：一种质子导电电解质，其在高温下保持高离子导电性并且成膜时不变形，适合形成高温聚合物电解质膜；一种制备该质子导电电解质的方法；及使用该质子导电电解质的具有更好性能的燃料电池。
本发明还提供：一种用于燃料电池的电极，其在高温下稳定并是高离子导电性的，及催化剂层和该电极的载体彼此以大的结合力相互结合；其制备方法；以及包括该电极的具有增强的性能的燃料电池。
根据本发明的一个方面，提供一种质子导电电解质，该质子导电电解质包括通过聚合式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物所得到的聚合产物：
Figure C200610093468D00081
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
Figure C200610093468D00091
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物还包含交联剂。
根据本发明的另一方面，提供一种制备该质子导电电解质的方法，该方法包括：
向式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸(PEAA)中加入碱，得到相应的盐；
向相应的盐中加入式1所示的聚氨酯基化合物和溶剂，制得混合物；及聚合该混合物：
Figure C200610093468D00092
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
Figure C200610093468D00093
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
式1的聚氨酯基化合物和式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物还包含交联剂。
根据本发明的另一个方面，提供一种包括上述的质子导电电解质的燃料电池。
根据本发明的另一个方面，提供一种用于燃料电池的电极，该电极包括：
载体；以及
形成于该载体上的催化剂层，该催化剂层包括：
担载催化剂；及
通过聚合式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物所得到的聚合产物：
Figure C200610093468D00101
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
Figure C200610093468D00102
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物还可以包含交联剂。
该交联剂是氮杂环丙烯基化合物，并选自从改性二异氰酸酯和二环氧化合物。
该电极在聚合过程中还可以包含噁唑啉基化合物。该噁唑啉基化合物的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计可以为5～30重量份。
聚合产物的用量按100重量份的担载催化剂计可以为3～25重量份。
该电极还可以包含酸。该酸可以是磷酸，并且磷酸的用量按100重量份的担载催化剂计可以为10～200重量份。
根据本发明的另一个方面，提供一种制备用于燃料电池的电极的方法，该方法包括：
向式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸(PEAA)中加入碱，得到相应的盐；
向相应的盐中加入式1所示的聚氨酯基化合物和溶剂，制得混合物；及聚合该混合物以形成上述电极：
Figure C200610093468D00111
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
根据本发明的另一方面，提供一种包括上述电极的燃料电池。
附图说明
通过参照附图详细描述其代表性实施方式，本发明的上述特征和其它特征将变得更加显而易见，在附图中：
图1是根据实施例1的质子导电电解质的电导率相对于温度的曲线图；
图2是根据实施例1的燃料电池在初始阶段的电池电势相对于电流密度的曲线图；及
图3是根据实施例10～12以及对比例2制备的燃料电池的电池电压相对于电流密度的曲线图。
具体实施方式
根据本发明实施方式的质子导电电解质是通过聚合(或交联)式1所示的水载的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸(PMAA)的混合物，及用酸浸渍该聚合产物而制备的。在聚合过程中，可进一步向该混合物中加入交联剂。根据交联度，该质子导电电解质可具有不同的物理和热学性能。上面制备的质子导电电解质具有源于PMAA的高物理强度，源于聚氨酯的柔韧性，及优良的离子导电性。
Figure C200610093468D00121
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子(例如Li+、Na+或K+)；以及
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
在根据本发明实施方案的燃料电池中使用的电极是由载体和催化剂层形成的。具体地，该催化剂层包括担载催化剂和粘结剂，该粘结剂是通过聚合(交联)式1的水载的聚氨酯基化合物和式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物，然后用酸浸渍所生成的聚合产物而制备的。
在聚合过程中，可进一步向式1的聚氨酯基化合物和式2的聚乙烯基(甲基)丙烯酸的混合物中加入交联剂。根据交联度，该电极可以具有不同的物理和热学性能。该电极因使用聚乙烯(甲基)丙烯酸而具有大的机械强度并因使用聚氨酯而具有柔韧性。此外，即使小量的粘结剂，该电极的催化剂层和载体也能以增强的结合力相互结合。而且，与常规电极相比，该电极还具有优良的电阻性能。如上所述，所需粘结剂的相对用量可以很小。因此，催化剂的用量可以相对增加，并且作为交联聚合物的粘结剂在高温下显示出优良的性能。
Figure C200610093468D00131
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子(例如Li+、Na+或K+)；以及
Figure C200610093468D00132
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
式1的水载的聚氨酯具有优良的弹力和回复力、耐化学试剂性、良好的物理性能、大的粘附力和大的结合力。
式1所示的水载的聚氨酯的重均分子量(Mw)可以为5000～500000，例如10000左右。式2所示的PMAA的Mw可以为10000～500000，例如100000左右。
在式1中，未取代的C1-C10亚烃基可以是亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚异丁基、亚仲丁基、亚戊基、亚异戊基(iso-amilene)、亚己基等。未取代的C1-C10亚烃基的至少一个氢原子可以是卤素原子、羟基、硝基、氰基、氨基、脒基、联氨基、腙基、羧酸基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸基或其盐、C1-C6烷基、C2-C6链烯基、C2-C6炔基、C1-C6杂烷基、C2-C6芳基、C6-C20芳烷基、C6-C20杂芳基或C6-C20杂芳基烷基。
亚芳基可以单独使用或组合使用。亚芳基是包括至少一个环的二价碳环芳香系。这些环可通过悬垂键连接(pendent)或稠合在一起。术语“亚芳基”代表寻在芳族基团，例如亚苯基、萘或四氢化萘。亚芳基可以有取代基，例如卤代亚烃基、硝基、氰基、烷氧基或低级烷基氨基。此外，亚芳基中所包含的至少一个氢原子可以被取代基所取代，如上面所描述的被烷基取代那样。
亚杂芳基可以包含一个、两个或三个选自N、O、P和S的原子，并且剩余的环原子为二价的单环或非环芳族有机化合物。此外，亚杂芳基中所包含的至少一个氢原子可以被取代基所取代，如上面所描述的被烷基取代那样。
亚环烷基可以是亚环己基或类似的基团。亚环己基中所包含的至少一个氢原子可以被取代基所取代，如上面所描述的被烷基取代那样。
式1所示的聚氨酯基化合物可以是Dow Chemical Inc.生产的primacor5980，也可以用二羟甲基丁酸、二羟甲基丙酸、聚(四亚甲基醚乙二醇)(PTMEG)、聚(丙二醇)(PPG)、聚己酸内酯二醇(PCL)等来制备。
PMAA可以是由式2所示的其中R′为氢的聚乙烯丙烯酸。
交联剂可以是氮杂环丙烯基化合物、噁唑啉基化合物或其混合物。具体地，氮杂环丙烯基化合物可以是三羟甲基丙烷三(2-甲基-1-氮杂环丙烯丙酸酯)、改性的二异氰酸酯如异佛乐酮二异氰酸酯或二环氧化物。
如上所述，当加入添加剂时，可以获得大的机械强度和高的高温稳定性。
噁唑啉基化合物可以是EPOCROS(由Nippon Shokubai Inc.制造)。
用于形成根据本发明实施方案的催化剂层的催化剂，可以是由担体和担载在该担体上的金属催化剂颗粒形成的担载催化剂。
在催化剂层中，式1的聚氨酯基化合物和式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸的聚合产物的量，或者式1的聚氨酯基化合物、式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸和交联剂的聚合产物的量，按100重量份的催化剂和担体即100重量份的担载催化剂计为3～25重量份。
当各聚合产物少于3重量份时，结合性能不够。相反，当各聚合产物大于20重量份时，电子导电性下降。
现在将详述制备质子导电电解质的方法。
首先，向式2所示的PMAA中加入碱，以制得可溶在水中的相应的盐。在这种情况下，所述碱可以是但不限于氨水、三乙胺(TEA)、三丁胺、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)等。碱的用量按100重量份的PMAA计可以为30～100重量份。当碱的用量小于30重量份时，PMAA不溶解。
将式1所示的聚氨酯基化合物和溶剂加到PMAA的盐中然后混合。当需要时，还可以在该过程中加入交联剂。
PMAA的用量按100重量份式1所示的聚氨酯基化合物计可以为30～65重量份。当PMAA的用量小于30重量份时，物理强度下降并且该电解质会在高温下溶解于磷酸中。当PMAA的用量大于65重量份时，会有少量的磷酸渗入并且电导率下降。
交联剂的用量按100重量份式1所示的聚氨酯基化合物计可以为5～30重量份。当氮杂环丙烯基化合物的用量小于5重量份时，机械强度下降。相反，当氮杂环丙烯基化合物的用量大于30重量份时，离子电导率下降。
交联剂可以是氮杂环丙烯基化合物、噁唑啉基化合物或其混合物。这些化合物的实例在上面描述催化剂层时已经描述过了。
溶剂可以是水(去离子水)。调整水的用量，使得相对于水的固含量为18～30％重量。
流延该混合物并在80～120℃下干燥，以进行聚合(交联)反应。当聚合温度低于80℃时，聚合反应减少。当聚合温度高于120℃时，聚合反应进行得非常迅速，使得发生过度交联。聚合时间可依聚合温度而定。例如，当在120℃下进行聚合反应时，合适的聚合时间可以是2小时，而当在低于100℃下进行聚合反应时，合适的聚合时间可以是4小时。
在聚合反应完成后，用酸浸渍聚合产物以形成质子导电电解质。
所述酸可以是但不限于磷酸等。随着酸的用量的增加，离子电导率增加。在实施例1中，所用的磷酸的量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为150～500重量份。
对磷酸的浓度没有限制，但是优选使用80～100重量％、特别是85重量％的磷酸水溶液。
浸渍可以在高温(例如80℃)下进行1～4小时，优选2小时。
在如上过程中制备的质子导电电解质可含有式1的聚氨酯基化合物和式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸的聚合产物，或者式1的聚氨酯基化合物、式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸和交联剂的聚合产物。
质子导电电解质可以具有40～80μm的厚度。
现在将详述制备上述的电极的方法。
首先，向聚乙烯(甲基)丙烯酸中加入碱以形成可溶在水中的相应的盐。该碱不限于但可以是氨水、三乙胺(TEA)、三丁胺、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)、氢氧化锂(LiOH)等。碱的用量按100重量份聚乙烯基(甲基)丙烯酸计可以为30～100重量份。当碱的用量少于30重量份时，聚乙烯(甲基)丙烯酸不溶解。
将式1的聚氨酯基化合物、担载催化剂和溶剂加入到聚乙烯(甲基)丙烯酸的盐中然后混合所得混合物。需要时，可在该过程向其中加入交联剂。
聚乙烯(甲基)丙烯酸的用量按100重量份的式1的聚氨酯基化合物计可以为30～65重量份。当聚乙烯基(甲基)丙烯酸的用量少于30重量份时，机械强度小并且在高温下粘结剂会溶解在磷酸中。相反，当聚乙烯(甲基)丙烯酸的用量大于65重量份时，会有少量的磷酸渗入并且电导率下降。
交联剂的用量按100重量份的式1的聚氨酯基化合物计可以为5～30重量份。当交联剂的用量少于5重量份时，机械性能下降。另一方面，当交联剂的用量大于30重量份时，离子电导率下降。
对担载催化剂的金属催化剂颗粒没有限制，其可以为铂(Pt)、钌(Ru)、锡(Sn)、钯(Pd)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、锌(Zn)、铝(Al)、钼(Mo)、硒(Se)、钨(W)、铱(Ir)、锇(Os)、铑(Rh)、铌(Nb)、钽(Ta)、铅(Pb)或它们的混合物。例如，金属催化剂颗粒可以是Pt及其合金的纳米颗粒。
根据本发明实施方案的担载催化剂可以是Pt/C等。
将如上所述制备的混合物涂覆在载体上，然后进行热处理以进行聚合(交联)反应。热处理温度可以为100～300℃。在其它实施方案中，可在热处理之前增加干燥步骤。
当聚合温度低于100℃时，聚合反应度降低。相反，当聚合温度高于300℃时，由于反应快而发生过度交联。聚合反应时间可根据聚合温度而变化，例如为1～3小时。
所述载体可以是炭纸、炭布、微孔层涂覆的炭纸/布等。
当聚合反应完成时，用酸浸渍聚合产物，由此形成在燃料电池中使用的电极。
所述酸可以是但不限于磷酸等。从离子电导率的方面考虑，酸的用量大是有利的。例如，酸的用量按100重量份的式1的聚氨酯基化合物计可以为150～500重量份。
对磷酸的浓度没有限制，例如可以为80～100％重量，如85％重量。
浸渍过程可以在高温如80℃下进行1～4小时，例如2小时。
上述制备的电极包括载体和催化剂层，该催化剂层形成在载体上，并且由担载催化剂、式1的聚氨酯化合物和式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸的聚合产物形成，或者由担载催化剂、式1的聚氨酯化合物和式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸和交联剂的聚合产物形成，所述交联剂例如是氮杂环丙烯基化合物、噁唑啉基化合物或其混合物。
根据本发明实施方案的燃料电池使用上述制备的质子导电电解质作为电解质膜。
将电解质膜插在氧电极和燃料电极之间。包括氧化剂通道的氧化剂排放板位于氧电极处。包括燃料通道的燃料排放板位于燃料电极处。可以使用这种结构作为单元电池来制造聚合物燃料电池。
根据本发明另一实施方案的燃料电池包括上述制备的电极作为阴极和阳极。电解质膜可以不受限制，并且可以由选自聚苯并咪唑(PBI)、聚氨酯和改性聚四氟乙烯(PTFE)中的至少一种化合物形成。电解质膜可以布置在阴极和阳极之间，由此制得燃料电池。
这种聚合物型燃料电池可以在非增湿条件下或在50％或更小的相对湿度下在100～300℃下长时间稳定地(耐久)运行。例如，这些燃料电池适合作为用于汽车或家庭能量产生系统的燃料电池。
将参考下面的实施例更加详细地描述本发明。这些实施例只是用于解释，并不旨在限制本发明的范围。
实施例1：当PEAA、聚氨酯和交联剂(氮杂环丙烯基化合物)的重量比 为0.5:0.5:0.2时
将100％的氨水加到40重量份的PEAA(商品名：Primacor 5980，由DowChemical Inc.生产)中。将所得混合物与30重量份的水载的聚氨酯、10重量份的氮杂环丙烯基化合物和20重量份的EPOCROS(得自Nippon ShokubaiInc.)混合。将作为溶剂的去离子水加到混合产物中然后混合。
流延该混合物并在120℃下干燥4小时，形成约100μm厚的膜。在室温下用85％的磷酸浸渍该膜2小时，制得质子导电电解质。
实施例2
按照与实施例1相同的方式制备质子导电电解质，所不同的是，PEAA、聚氨酯和氮杂环丙烯基化合物的重量比为0.67:0.47:0.35。
实施例3
按照与实施例1相同的方式制备质子导电电解质，所不同的是，PEAA、聚氨酯和氮杂环丙烯基化合物的重量比是0.58:0.63:0.27。
根据实施例1制备的质子导电电解质膜的电导率随时间的变化示于图图1中。作为对根据实施例1制备的质子导电电解质膜的参考，图1还示出了通过用水浸渍Nafion制备的质子导电电解质膜(-◆-)的曲线、通过用碳酸次乙酯浸渍Nafion制备的质子导电电解质膜(-■-)的曲线、通过用碳酸丙二酯(PC)浸渍Nafion制备的质子导电电解质膜(-△-)的曲线。
参考图1，将在PEMFC中通常使用的Nafion-水系统和Nafion-有机溶剂系统(在其中使用具有高沸点的有机溶剂)与根据实施例1制备的质子导电电解质膜进行比较。结果是，能够确定在高温下根据实施例1制备的质子导电电解质膜具有优良的电导率。
实施例4
将根据实施例1制备的固体聚合物电解质置于可买到的燃料电池电极(由Electrochemist Inc.生产)之间，由此制得膜-电极组件。该膜-电极组件在非增湿条件和110～150℃下，通过供给氢气/空气而运行。该电极的表面积是9cm2(3cm×3cm)，并且供给100ccm的氢气和300ccm的空气。
实施例5-6
按照与实施例4相同的方式进行相同的实验，所不同的是，工作温度分别为130℃和150℃。
图2是在燃料电池最初运行时电池电势与电流密度关系的图。参照图2，根据实施例4制备在高温下运行的燃料电池，并且尤其具有比用Nafion制备的燃料电池更好的电池电势以及与用聚苯并咪唑(PBI)制备的燃料电池相同的电池电势。
实施例7：聚氨酯与聚乙烯丙烯酸(PEAA)的重量比为3.3:6.5
将0.36g30wt％的PEAA水溶液与1.5g的Pt/C(45.8wt％的Pt)，0.18g30wt％的水载聚氨酯和交联剂的混合水溶液(其中水载的聚氨酯占27wt％、作为交联剂的三羟甲基丙烷三(2-甲基-1-氮杂环丙烯丙酸酯)占3wt％)，以及4.0g的N-甲基-2-吡咯烷酮混合。结果，制得催化剂层形成组合物。
将该催化剂层形成组合物棒涂在炭纸上，然后进行热处理，80℃下1小时，120℃下30分钟，150℃下15分钟，然后90℃下2小时左右，由此制得电极。这时Pt的加载量为1.17mg/cm2左右。
实施例8：聚氨酯与聚乙烯丙烯酸(PEAA)的重量比是2.9:3.7
按照与实施例1相同的方式制备电极，所不同的是，含有3wt％交联剂的聚氨酯与PEAA的混合重量比为2.9:3.7，及Pt的加载量为1.38mg/cm2左右。
实施例9：聚氨酯与聚乙烯丙烯酸(PEAA)的重量比是2.7:3.6
按照与实施例1相同的方式制备电极，所不同的是，含有3wt％交联剂的聚氨酯与PEAA的混合重量比为2.7:3.6，及Pt的加载量为1.88mg/cm2左右。
对比例1
将4g Pt/C(45.8wt％的Pt)，2g通过在N-甲基-2-吡咯烷酮中溶解10wt％的聚苯并咪唑而制备的聚苯并咪唑溶液，2g通过在N-甲基-2-吡咯烷酮中溶解5wt％的聚氟乙烯而制备的聚氟乙烯溶液，及3.5g N-甲基-2-吡咯烷酮混合，制得催化剂层形成组合物。
将催化剂层形成组合物棒涂在炭纸上，然后进行热处理，80℃下1小时，120℃下30分钟，然后在150℃下15分钟，由此制得电极。这时加载的Pt量是1.24mg/cm2左右。
实施例10
用根据实施例7制备的电极作为阴极，用根据对比例1制备的电极作为阳极，并且用63μm厚的PBI电解质膜作为电解质膜。将该电解质膜插在阴极和阳极之间以形成膜电极组件。给该膜电极组件提供100ccm/分钟的氢气和200ccm/分钟的空气、在非增湿的条件下以0.2A/cm2在110～150℃下运行该膜电极组件20～24小时。该电极的活性区域是7.84cm2左右。
实施例11-12
按照与实施例10相同的方式制备膜电极组件，所不同的是，分别使用根据实施例8和9制备的电极，而不是使用根据实施例7制备的电极，然后运行这些膜电极组件。
对比例2
按照与实施例10相同的方式制备膜电极组件，所不同的是，使用根据对比例1制备的电极，而不是使用根据实施例7制备的电极，然后运行这个膜电极组件。
测量根据实施例10-12和对比例2制备的燃料电池的塔费尔(Tafel)斜率。结果在表1中示出。
表1
 
塔费尔斜率(V)
实施例10 0.104
实施例11 0.087
实施例12 0.091
对比例2 0.120
参照表1，根据对比例2制备的燃料电池的塔费尔斜率是0.12V/decade，从而发现在低电流下发生大的电压损失。另一方面，根据实施例10-12制备的燃料电池的塔费尔斜率比根据对比例2制备的燃料电池的塔费尔斜率小，从而发现在低电流下电势损失减小了。
测量了根据实施例10-12和对比例2制备的燃料电池的电流密度对电压的性能。结果在图3中示出。参照图3，橙色线、蓝色线、红色线和黑色线分别表示根据实施例10-12和对比例2制备的燃料电池的测量结果。
参照图1，当电流密度是0.2A/cm2时，根据实施例10-11制备的燃料电池的电压分别是0.62V和0.65V。另一方面，在相同的电流密度下，根据对比例2制备的燃料电池的电压是0.60V左右。如上所述，根据实施例10制备的燃料电池的电压与根据对比例2制备的燃料电池的电压相比降低了0.02V，在实施例10中Pt负载是1.17mg/cm2，这个值小于对比例2中的Pt负载1.24mg/cm2。此外，根据实施例12制备的燃料电池的电压在0.2A/cm2的电流密度下增加到0.65V，在实施例12中的Pt负载是1.88mg/cm2。
根据本发明的质子导电电解质可以以比使用常规的聚苯并咪唑和Nafion时所用成本低的成本来制备，并且通过流延溶剂可以很容易地形成为膜。此外，可以很容易地调节该膜的厚度。由该质子导电电解质形成的质子导电电解质膜具有优良的机械强度、柔韧性和高的离子导电性。
根据本发明的电极在高温工作条件下保持稳定，并且电极的载体和催化剂层由增大的结合力相互结合。此外，电极具有优良的离子导电性。
使用上述的质子导电电解质和电极来制备的燃料电池可以在非增湿的条件下在100℃或更高的温度下运行，显示出了提高了的性能。
虽然参照其代表性实施方案特别地示出了并且描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该理解的是，在不偏离由下面的权利要求所限定的本发明精神和范围下，可以在形式和细节上对其进行各种变化。

Claims (38)

1.一种质子导电电解质，包括通过聚合式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物而得到的聚合产物：
式中
R是取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，或者取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，并且
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
Figure C200610093468C00022
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
2.根据权利要求1的质子导电电解质，其中式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物还包含交联剂。
3.根据权利要求2的质子导电电解质，其中该交联剂的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为5～30重量份。
4.根据权利要求2的质子导电电解质，其中该交联剂是氮杂环丙烯基化合物、噁唑啉基化合物或其混合物。
5.根据权利要求4的质子导电电解质，其中该氮杂环丙烯基化合物是改性二异氰酸酯和二环氧化物中的一种。
6.根据权利要求1的质子导电电解质，其中式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为30～65重量份。
7.根据权利要求1的质子导电电解质，还包含酸。
8.根据权利要求7的质子导电电解质，其中该酸为磷酸，并且磷酸的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为150～500重量份。
9.一种制备权利要求1～8中任一项的质子导电电解质的方法，该方法包括：
向式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸(PEAA)中加入碱，得到相应的盐；
向相应的盐中加入式1所示的聚氨酯基化合物和溶剂，制得混合物；及聚合该混合物：
Figure C200610093468C00031
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
Figure C200610093468C00032
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
10.根据权利要求9的方法，其中式1的聚氨酯基化合物和式2的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物还包含交联剂。
11.根据权利要求10的方法，其中该交联剂为氮杂环丙烯基化合物、噁唑啉基化合物或其混合物。
12.根据权利要求11的方法，其中该氮杂环丙烯基化合物是改性二异氰酸酯和二环氧化物中的一种。
13.根据权利要求10的方法，其中该交联剂的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为5～30重量份。
14.根据权利要求9的方法，还包括用酸浸渍该聚合产物。
15.根据权利要求14的方法，其中该酸是磷酸，并且磷酸的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为150～500重量份。
16.根据权利要求9的方法，其中所述聚合在80～120℃下进行。
17.根据权利要求9的方法，其中所述碱包括选自氨水、三乙胺(TEA)、三丁胺、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)和氢氧化锂(LiOH)中的至少一种。
18.根据权利要求9的方法，其中所述聚合通过流延所述混合物并在80～120℃下干燥来进行。
19.一种用于燃料电池的电极，包括：
载体；及
形成于该载体上的催化剂层，该催化剂包括：
担载催化剂；及
通过聚合式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物而得到的聚合产物：
Figure C200610093468C00041
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
20.根据权利要求19的电极，其中式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物还包含交联剂。
21.根据权利要求20的电极，其中该交联剂是氮杂环丙烯基化合物、噁唑啉基化合物或其混合物。
22.根据权利要求21的电极，其中该氮杂环丙烯基化合物是改性二异氰酸酯和二环氧化物中的一种。
23.根据权利要求20的电极，其中该交联剂的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为5～30重量份。
24.根据权利要求19的电极，其中所述聚合产物的用量按100重量份的担载催化剂计为3～25重量份。
25.根据权利要求19的电极，还包含酸。
26.根据权利要求25的电极，其中该酸为磷酸，并且磷酸的用量按100重量份的担载催化剂计为10～200重量份。
27.一种制备燃料电池的电极的方法，该方法包括：
向式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸(PEAA)中加入碱，得到相应的盐；
向相应的盐中加入式1所示的聚氨酯基化合物和溶剂，制得混合物；及聚合该混合物，以形成权利要求1～8中任一项的质子导电电解质：
式中
R为取代或未取代的C1-C20亚烃基，取代或未取代的C4-C20环亚烃基，取代或未取代的C6-C20亚芳基，取代或未取代的C2-C20亚杂芳基，
a是10～500的数，及
B是H+、NH4 +或者碱金属离子；以及
Figure C200610093468C00052
式中
R′为氢或甲基，m为70～90摩尔％，n为10～30摩尔％，及b为50～1000的数。
28.根据权利要求27的方法，其中式1所示的聚氨酯基化合物和式2所示的聚乙烯(甲基)丙烯酸的混合物还包含交联剂。
29.根据权利要求28的方法，其中该交联剂是氮杂环丙烯基化合物、噁唑啉基化合物或其混合物。
30.根据权利要求29的方法，其中该氮杂环丙烯基化合物是改性二异氰酸酯和二环氧化物中的一种。
31.根据权利要求28的方法，其中该交联剂的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为5～30重量份。
32.根据权利要求27的方法，还包括用酸浸渍该聚合产物。
33.根据权利要求32的方法，其中该酸是磷酸，并且磷酸的用量按100重量份的式1所示的聚氨酯基化合物计为150～500重量份。
34.根据权利要求27的方法，其中所述聚合在80～120℃下进行。
35.根据权利要求27的方法，其中该碱包括选自氨水、三乙胺(TEA)、三丁胺、氢氧化钠(NaOH)、氢氧化钾(KOH)和氢氧化锂(LiOH)中的至少一种。
36.根据权利要求27的方法，其中该聚合通过流延所述混合物并于80～120℃下干燥来进行。
37.一种燃料电池，其包含权利要求1～8中任一项的质子导电电解质。
38.一种燃料电池，其包含权利要求19～26中任一项的电极。
CNB2006100934685A 2005-05-27 2006-05-29 质子导电电解质及其制法燃料电池的电极及其制法和包括它的燃料电池 Active CN100462390C (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050045215A KR100612897B1 (ko) 2005-05-27 2005-05-27 프로톤 전도성 전해질, 그 제조방법 및 이를 이용한 연료전지
KR45215/05 2005-05-27
KR3112/06 2006-01-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1872898A CN1872898A (zh) 2006-12-06
CN100462390C true CN100462390C (zh) 2009-02-18

Family

ID=37483512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB2006100934685A Active CN100462390C (zh) 2005-05-27 2006-05-29 质子导电电解质及其制法燃料电池的电极及其制法和包括它的燃料电池

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR100612897B1 (zh)
CN (1) CN100462390C (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100773533B1 (ko) 2006-12-18 2007-11-07 삼성에스디아이 주식회사 고분자 전해질, 그 제조방법 및 이를 이용한 연료 전지
CN111019144B (zh) * 2019-12-23 2022-03-01 珠海冠宇电池股份有限公司 一种聚烯烃-g-聚苯并咪唑接枝共聚物及其制备方法与应用

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001114834A (ja) * 1999-04-27 2001-04-24 Uni-Chemical Co Ltd リン酸基含有重合体及びそれを含有する高分子固体電解質
CN1421953A (zh) * 2001-11-24 2003-06-04 三星Sdi株式会社 改善过度充电安全性的聚合物电解质组合物及锂电池
JP2005054170A (ja) * 2003-07-23 2005-03-03 Sumitomo Chemical Co Ltd 共重合体およびその用途
WO2005027144A1 (ja) * 2003-09-12 2005-03-24 Nippon Soda Co., Ltd. 高分子固体電解質用組成物、高分子固体電解質、ポリマー、高分子固体電解質電池、イオン伝導性膜、共重合体、及び、共重合体の製造方法
CN1613885A (zh) * 2003-10-31 2005-05-11 三星Sdi株式会社 制备用于燃料电池的聚合物电解质的磺化聚苯乙烯的方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002208436A (ja) 2001-01-05 2002-07-26 Toyo Tire & Rubber Co Ltd ゲル状電解質形成組成物及びゲル状電解質の製造方法
KR100459871B1 (ko) * 2002-05-23 2004-12-03 주식회사 에너랜드 전지 또는 콘덴서용 비수전해질의 조성물
KR100846578B1 (ko) * 2002-06-01 2008-07-16 삼성에스디아이 주식회사 리튬 전지
JP2005044681A (ja) 2003-07-24 2005-02-17 Nippon Synthetic Chem Ind Co Ltd:The リチウム二次電池電極用バインダー組成物、リチウム二次電池用電極、リチウム二次電池、及びリチウム二次電池の製造方法
JP4851072B2 (ja) * 2004-07-27 2012-01-11 三星エスディアイ株式会社 燃料電池用電解質膜および燃料電池

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001114834A (ja) * 1999-04-27 2001-04-24 Uni-Chemical Co Ltd リン酸基含有重合体及びそれを含有する高分子固体電解質
CN1421953A (zh) * 2001-11-24 2003-06-04 三星Sdi株式会社 改善过度充电安全性的聚合物电解质组合物及锂电池
JP2005054170A (ja) * 2003-07-23 2005-03-03 Sumitomo Chemical Co Ltd 共重合体およびその用途
WO2005027144A1 (ja) * 2003-09-12 2005-03-24 Nippon Soda Co., Ltd. 高分子固体電解質用組成物、高分子固体電解質、ポリマー、高分子固体電解質電池、イオン伝導性膜、共重合体、及び、共重合体の製造方法
CN1613885A (zh) * 2003-10-31 2005-05-11 三星Sdi株式会社 制备用于燃料电池的聚合物电解质的磺化聚苯乙烯的方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR100612897B1 (ko) 2006-08-14
CN1872898A (zh) 2006-12-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101199078B (zh) 在pem燃料电池的阴极层内提高氧气还原反应（orr）的新型电解质
US7842775B2 (en) Development and characterization of novel proton conducting aromatic polyether type copolymers bearing main and side chain pyridine groups
EP2134768B1 (en) Proton conducting aromatic polyether type copolymers bearing main and side chain pyridine groups and use thereof in proton exchange membrane fuel cells
EP2058321A1 (en) Phosphorous containing monomer, polymer thereof, electrode for fuel cell including the polymer, electrolyte membrane for fuel cell including the polymer, and fuel cell using the electrode
WO2008142570A2 (en) Proton conductors based on aromatic polyethers and their use as electrolytes in high temperature pem fuel cells
JP2010502809A (ja) 芳香族ポリエーテルコポリマーおよびポリマーブレンドならびにこれを含む燃料電池
US7816052B2 (en) Portion conductive electrolyte, method of preparing the same, electrode for fuel cell, method of manufacturing the electrode, and fuel cell including the same
CN107207424B (zh) 包含芳环的化合物和使用该化合物的聚电解质膜
KR100829554B1 (ko) 연료전지용 전극 및 이를 구비한 연료전지
US7786244B2 (en) Development and characterization of novel proton conducting aromatic polyether type copolymers bearing main and side chain pyridine groups
JP5324445B2 (ja) 主鎖および側鎖ピリジン基を有する新規なプロトン伝導性芳香族ポリエーテルタイプコポリマー類の開発および特徴づけ
CN100462390C (zh) 质子导电电解质及其制法燃料电池的电极及其制法和包括它的燃料电池
US20080070093A1 (en) Development and characterization of novel proton conducting aromatic polyether type copolymers bearing main and side chain pyridine groups
TW200919813A (en) Membrane-electrode assembly, method for producing the same and solid polymer fuel cell
US8394298B2 (en) Non-aqueous liquid compositions comprising ion exchange polymers
CN101575411A (zh) 聚合物和用于燃料电池的膜电极组件、及燃料电池系统
EP3235809B1 (en) Compound and polymer electrolyte membrane using same
CN1978535B (zh) 质子导体及包含它的聚合物电解液以及采用该聚合物电解液的燃料电池
JP6297939B2 (ja) カソード電極構造体及び膜・電極接合体
JP2011204468A (ja) 膜−電極接合体及び固体高分子型燃料電池
JP4637488B2 (ja) ゲル電解質および燃料電池用電極および燃料電池
CN117476952B (zh) 催化膜及其制备方法、膜电极、燃料电池
KR100738058B1 (ko) 연료 전지용 전극 및 이를 구비한 연료전지
JP2020517059A (ja) 改善された結合力を有する膜電極アセンブリ
KR101558536B1 (ko) 하이퍼브랜치 폴리머, 이를 포함하는 연료전지용 전극, 이를 포함하는 연료전지용 전해질막 및 이를 채용한 연료전지

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant