CN101095201A - 对用于燃料电池组合件中的膜进行微波退火 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了制造薄膜的方法，该方法包括：提供含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的涂层，以及利用微波辐射使该涂层退火以形成薄膜。本发明还提供了制造用于燃料电池的膜电极组合件中的含离子膜的方法，该方法包括：涂覆含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的溶液以形成膜电极组合件的浇注膜，以及利用微波使该浇注膜退火。浇注膜可包括例如PEM，其可以被包含在燃料电池组合件中。

Description

对用于燃料电池组合件中的膜进行微波退火
发明领域
本发明涉及对含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的溶液或悬浮液的涂层进行微波退火，本发明还涉及对含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的溶液或悬浮液的涂层进行微波退火以形成膜电极组合件(MEA)的膜。
发明背景
典型的燃料电池系统包括动力部分，其中一个或多个燃料电池产生电力。燃料电池是一种能量转换装置，其将氢和氧转化为水，在该过程中产生电和热。每个燃料电池单元可包括：位于中间的质子交换膜(PEM)，以及位于PEM两侧的气体扩散层。阳极和阴极催化剂层分别位于气体扩散层的内部。这种单元被称为膜电极组合件(MEA)。隔板或流场板分别位于膜电极组合件的气体扩散层的外部。这种类型的燃料电池常常被称为PEM燃料电池。
在燃料电池的单个MEA中的反应，典型地产生小于1伏特的电压。可以将多个MEA堆叠，以串联方式电连接，从而达到预期的电压。从燃料电池堆中收集电流，用于驱动负载。燃料电池可以用来为多种应用提供电力，所述应用包括从汽车到笔记本电脑。
发明概述
本发明涉及用于制造涂层、薄膜(film)和膜(membrane)的方法和设备，所述涂层、薄膜和膜包括已经受微波退火的含离子的聚合物或含离子的聚合物前体。本发明还涉及使用涂层、薄膜和膜制得的制品，所述涂层、薄膜和膜包括已经受微波退火的一种含离子的聚合物或含离子的聚合物前体。
“微波退火”在本文中是指一种对材料涂层进行微波辐射的工艺。在该工艺中，材料可能会发生物理变化，如涂层的液体组分的蒸发，或者在分散体中分离的、并在浇注膜或涂层膜仍保持分离的聚合物粒子，结合形成一种边界被减少或优选被消除的连续固相。其他可能发生的变化为例如：涂层的聚合物组分中晶相的尺寸和数目发生改变，或涂层的含离子聚合物组分的离子基团的聚集重排。
“热退火”在本文中是指一种对材料涂层进行加热(例如在炉中)的工艺。微波退火或热退火典型地改善了涂层的物理性质。
“涂层”在本文中是指一种在基底上包括聚合物组分的干燥的或含液体的层。术语“涂层”可以和术语“浇注物(cast)”互换。
根据本发明的一个实施方案，一种制造薄膜的方法包括：提供含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的涂层，以及使该涂层微波退火以形成薄膜。使涂层微波退火可包括：使涂层经受微波辐射，持续足够的时间，以使涂层达到或超过薄膜形成温度。使涂层微波退火也可包括：使涂层经受微波辐射，其优选激发(excite)涂层的溶剂，或优选激发涂层中的水。使涂层微波退火可包括：使涂层经受微波辐射，其优选激发涂层的聚合物的官能团。
本发明的一种方法可包括：在衬垫上提供涂层，和使衬垫上的涂层微波退火以在衬垫上形成薄膜。含离子的聚合物或含离子的聚合物前体可以包括例如：芳族聚合物、含氟聚合物、含有磺酸酯官能团的含氟聚合物、或由含氟聚合物胶乳衍生的含氟聚合物。
根据另一个实施方案，一种制造用于燃料电池的膜电极组合件中的含离子膜的方法包括：涂覆含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的溶液，以形成膜电极组合件的膜，以及使该膜微波退火。该膜可包括例如PEM，其可以被包含到燃料电池组合件中。
根据另一实施方案，用于制造燃料电池的MEA的子配件(sub-assembly)可包括：包括含离子聚合物的膜，以及与该膜接触的衬垫。该衬垫的上限使用温度可约等于或低于与膜相关的薄膜形成温度。膜可包括PEM。衬垫可包括例如聚烯烃。还例如，衬垫可由聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯(polyethylenenaphthalate)、聚酰亚胺或含氟聚合物形成。衬垫的上限使用温度典型地为约80℃至约300℃。
以上的本发明概述不打算描述本发明的所有实施方案或所有实施方式。通过参考以下的详细描述和权利要求书以及附图，本发明的优点和目的以及更全面的理解将变得显而易见。
附图简述
图1为流程图，描述了一种制造薄膜的方法，该方法包括：根据本发明的一个实施方案，对含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的涂层进行微波退火；
图2为流程图，描述了一种在衬垫上制造薄膜的方法，该方法包括：根据本发明的一个实施方案，对含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的涂层进行微波退火；
图3表示一种用于制造含离子的膜的设备，该膜用于燃料电池的膜电极组合件中，根据本发明的一个实施方案，该设备利用对含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的浇注溶液进行微波退火，以在衬垫上形成浇注膜；
图4表示基于如下两种试验样品得到的对照穿刺试验数据：使用常规热退火方法制造的膜的试验样品和根据本发明使用微波退火制造的膜的样品；
图5表示一种燃料电池及其组分层，这些层可包含根据本发明的实施方案使用微波退火制造的含离子的膜；和
图6表示一种具有单极流场板的成组(unitized)的电池组合件，其可以包含根据本发明实施方案使用微波退火制造的含离子的膜。
尽管本发明可允许进行各种修改和替换，但通过附图举例显示了本发明并将进行详细描述。然而，应理解，其目的不在于将本发明限制于所述的具体实施方案。相反地，其目的在于包括所有落于由所附权利要求书所限定的本发明范围内的修改、等价物和替换物。各种实施方案详述
在以下实施方案的描述中，参考了附图，这些附图成为本文的一部分，其中图解说明了可实施的本发明的各种实施方案。应理解，在不背离本发明范围的情况下，可以利用这些实施方案，并可进行结构改变。
在用于燃料电池组合件的膜的背景下，一般地描述本发明的各个方面。尽管本发明的制造方法在用于燃料电池组合件的膜制备方面是特别有利的，但是应理解，本发明的原理可在广泛的各种用途中实施，其中含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的涂层、薄膜或浇注物可受益于微波退火以达到期望的性质。因此，下述的具体例证性实施方案是说明性的，而不是限制性的。
聚合物电解质或聚合物电解质前体是首先被浇注、被涂覆或另外由悬浮液或溶液成形为合适的形状，优选成形为薄层。可以使用任何合适的涂覆或浇注方法，包括但不限于：刮棒涂布(bar coating)、喷涂、狭缝式涂布(slit coating)、刷涂、溶剂浇注或其它的形成方法；一种通过将溶剂挤出到衬垫或支撑体上所得的形成方法；一种通过将溶剂喷射或另外沉积到衬垫或支撑体上所得的形成方法；等等。
已知，例如制备用于膜电极组合件中的膜可在相对高的温度下经受热退火。这类膜制备方法的例子描述于共有的美国专利第6,649,295号。尽管热退火方法所制备的膜具有良好的机械性能，但是已确认使膜热退火是复杂工艺，并且由于所用的高温及其他原因，难以扩大生产。
已表明，根据本发明原理对涂层膜进行微波退火，可以成功地制备具有良好机械性能的膜，所述机械性能包括良好的抗穿刺性，所述膜至少比得上使用常规的热退火工艺制备的膜。例如与热退火相比，根据本发明原理对涂层膜进行微波退火，这提供了复杂性减少的膜制备方法。而且，根据本发明使涂层膜微波退火，能有利于大规模生产这种膜。此外，通过用高效的微波辐射源来取代相对无效的常规热退火炉(其必须在指定的温度下加热很大的容积)，能实现显著的节能效果。本发明的其他实施方案还包括：组合使用微波和热退火，以及使涂层变干。
参照图1，其表示概括的流程图，描述了根据本发明的一个实施方案制造薄膜的方法。根据图1所示方式制造薄膜的方法包括：提供10含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的涂层。利用微波辐射使涂层经受退火12。含离子的聚合物前体是指包括如下基团的聚合物，该基团能够转换为离子基团。术语“涂覆”是指：刮棒涂布、喷涂、狭缝式涂布、刷涂、溶剂浇注或其它的形成方法；一种通过将溶剂挤出到衬垫或支撑体上所得的形成方法；一种通过将溶剂喷射或另外沉积到衬垫或支撑体上所得的形成方法；等等。
图1所示的制造薄膜的方法还可包括：使含离子的聚合物或含离子的聚合物前体热退火。根据图1制造薄膜的方法也可包括：使涂层变干。
图2为概括的流程图，其描述了根据本发明实施方案来制造薄膜的方法。根据图2所示的方法，提供20衬垫，在该衬垫上提供22含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的涂层。使涂层经受微波退火24，以在衬垫上形成薄膜。可以实施如下薄膜制造方式作为连续薄膜制造工艺的一部分，该方式运用如下步骤：使在衬垫上的涂层微波退火，或者，该薄膜制造方式可作为批式制造工艺的一部分。
根据本发明可经受微波退火以制造涂层、薄膜和膜的合适的含离子的聚合物或含离子的聚合物前体包括：芳族聚合物、含氟聚合物、含有磺酸酯官能团的含氟聚合物、Nafion(DuPont Chemicals，Wilmington，Del.)和FlemionTM(Asahi Glass Co.Ltd.，Tokyo，Japan)。以上所包括的含离子的聚合物或含离子的聚合物前体可以包括：具有下式的侧基：YOSO2-CF2-CF2-O-CF(CF3)CF2-O-[聚合物骨架]，其中Y为阳离子；具有下式的侧基：YOSO2-CF2-CF2-CF2-CF2-O-[聚合物骨架]，其中Y为阳离子；或具有下式的侧基：YOSO2-(CF2)n-O-[聚合物骨架]，其中每个n独立地为2-5。合适的含离子的聚合物或含离子的聚合物前体可包括由含氟聚合物胶乳衍生的含氟聚合物。
合适的含离子的聚合物前体可包括磺酰氟基团或磺酰氯基团。这类包括磺酰氟基团的含离子的聚合物前体的具体例子为FSO2-CF2-CF2-CF2-CF2-O-[聚合物骨架]。合适的含离子的聚合物或含离子的聚合物前体可包括如下聚合物或共混聚合物，其当量小于约1200，玻璃化转变温度(Tg)在约80℃至约155℃之间。合适的含离子的聚合物或含离子的聚合物前体可具有在约700至约1200之间的当量。
合适的含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的细节和其他描述公开于共有的美国专利第6,649,295和6,624,328号；美国专利申请公布第20040121210号；提交于2003年10月30日的美国专利申请序列号10/697,768；和提交于2003年10月30日的美国专利申请序列号10/697,831。
与热退火工艺所需的比较昂贵的衬垫相比，根据本发明使涂层膜微波退火的显著优点包括：使用相对不太昂贵的衬垫。用于常规热退火工艺的衬垫或支撑体必须用相对昂贵的高温材料来制造，必须承受例如高达200℃的炉温。
相反地，用于与本发明的微波退火相关的衬垫或支撑体，可以由不太昂贵的上限使用温度较低的材料形成。例如，衬垫的上限使用温度可约等于或低于与膜相关的薄膜形成温度。这类衬垫不能用于热退火工艺中。这种薄膜形成温度(或玻璃化转变温度)可低至约80℃，其典型的范围是在约80℃至200℃之间。应指出，在某些工艺中，薄膜形成温度的上限范围可达约300℃。合适的衬垫或支撑体包括由聚合材料制得的那些产品，所述聚合材料包括但不限于：聚烯烃、聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和含氟聚合物。
现在参照图3，其描绘了根据本发明的实施方案用于制造含离子的膜的设备，该膜用于燃料电池的膜电极组合件中。图3的简化图例描绘了一种连续的膜制造工艺，该工艺够大量生产用于膜电极组合件中的膜。设备50包括：连续的滚动良好的衬垫(continuous roll goodliner)52，其由驱动设备58驱动。设备50还包括：刮棒涂布机、喷涂机、狭缝式涂布机、刷涂机或其他的溶剂浇注装置56。在将溶液或悬浮液分配到衬垫52之前，可将脱模剂施加到衬垫52上。所述溶液或悬浮液包括前述的一类含离子的聚合物或含离子的聚合物前体。通过在微波辐射源55下面的衬垫55的控制器机构来运送膜54。将膜54在微波辐射源55下运送并经受微波退火。应理解，微波辐射源相对于膜可以有其他定位(例如在膜的下面)。经微波退火的膜54被运送至下一工段(未显示)，以进行另外的处理或加工。
可以用各种方式来调整微波辐射源55，以有利于使膜54实际有效地微波退火。例如，可以调整微波辐射源55以优选激发溶液或悬浮液的液体组分，所述溶液或悬浮液包括含离子的聚合物或含离子的聚合物前体。还例如，可以调整微波辐射源55以优选激发溶液或悬浮液中的水。在另一个例子中，可以调整微波辐射源55以优选激发溶液或悬浮液中的聚合物的官能团。在还一个例子中，可以调整微波辐射源55以激发衬垫或支撑体的一些功能部件，在所述衬垫或支撑体上运送浇注膜54。
如上述已简单讨论的内容，已表明，根据本发明原理使浇注膜微波退火，可成功地制备具有良好机械性能的膜，所述机械性能包括良好的抗穿刺性，所述膜至少比得上利用常规的热退火工艺制造的膜，正如以下实施例和图4所证明的。
实施例
使用全氟离子键共聚物制得膜样品，该共聚物由四氟乙烯和FSO2-(CF2)4-O-CF＝CF2单体(MV-4S)制备得到，当量为980。MV-4S单体的制备方法描述于共有的和前面已包括的美国专利第6,624,328号。聚合物制备方法描述于共有的美国专利申请公布20040121210号。膜样品的制备包括：在共有的美国专利申请公布20040121210号中所描述的涂布设备上，在160℃下进行涂覆和热退火。
将一组膜样品(如图4所示，作为AGL数据点)脱离衬垫，在油热的层压机上、在200℃下热退火。多次通过同一膜，以产生不同的退火时间。将另一组膜样品脱离衬垫，在Amana model#RFS9B微波炉(Amana，division of Maytag Corporation，Newton，Iowa)内进行微波退火，持续不同的时间。
使用5磅测力计和10微米尖头来测量抗穿刺值。数据绘制于图4中，其显示了对于层压机热退火的膜(图4中的ALG数据)和微波退火的膜(图4中的微波数据)，抗穿刺性作为时间的函数。图4中的数据表明，与经受层压机(即“热罐(hot can)”)热退火的膜相比，经受微波退火的膜具有相似的或更好的抗穿刺性。
根据本发明使用微波退火制造的膜可被添加到各种类型、结构和技术的燃料电池组合件和燃料电池堆中。图5描绘了一种典型的燃料电池。燃料电池是一种电化学装置，其能使氢燃料和空气中的氧气结合，产生电、热和水。燃料电池不利用燃烧，因此燃料电池几乎不产生危险的流出物(如果有的话)。燃料电池将氢燃料和氧气直接转化为电，并且能够在比例如内燃机高得多的效率下工作。
图5所示的燃料电池110包括：第一扩散器/集流器(DCC)112，其邻近阳极114。电解质膜116邻近阳极114。阴极118邻近电解质膜116，第二扩散器/集流器119邻近阴极118。在操作中，氢燃料被引入到燃料电池110的阳极部分，通过第一扩散器/集流器112，通入阳极114。在阳极114，氢燃料被分解为氢离子(H+)和电子(e-)。电解质膜116仅允许氢离子或质子通过电解质膜116到达燃料电池110的阴极部分。电子不能通过电解质膜116，相反，它们以电流的形式流经外部电路。这种电流能够给电负载117如电动机提供功力，或被导入到储能装置，如可充电电池。
用于PEM燃料电池中的PEM典型地是一种固体聚合物电解质薄片，其允许氢离子通过，但仍可以隔离气体反应物。典型地，在膜的两侧涂覆高度分散的金属或金属合金粒子(例如铂或铂/钌)，它们是活性催化剂。PEM的膜优选地由根据本发明原理使用微波退火制备的含离子的聚合物形成。MEA是PEM燃料电池如氢燃料电池的中心元件。如上面所讨论的，典型的MEA包括：聚合物电解质膜(PEM)(也称为离子导电膜(ICM))，其起到固体电解质的作用。
氧通过第二扩散器/集流器119流入到燃料电池110的阴极侧。当氧通入阴极118时，氧、质子和电子结合，从而产生水和热。
DCC也可以被称为气体扩散层(GDL)。阳极和阴极的电极层在制造过程中被施加到PEM或DCC，只要它们处于在完成的MEA内的PEM和DCC之间。有用的PEM厚度范围在约200μm至约15μm之间。PEM优选包括上述类型的含离子的聚合物膜。
在实施本发明时可以使用任何合适的DCC。典型地，DCC由包含碳纤维的片状材料组成。DCC典型地为选自如下的碳纤维结构：织造和非织造的碳纤维结构。可用于实施本发明的碳纤维结构可包括：Toray复写纸(Carbon Paper)、SpectraCarb复写纸、AFN非织造碳布、Zoltek碳布等。可以用各种材料涂覆或浸渍DCC，所述材料包括：碳粒子涂层、亲水化处理物、和疏水化处理物如用聚四氟乙烯(PTFE)涂覆。
在实施本发明时可以使用任何合适的催化剂，其包括铂黑或铂粉、含有碳负载催化剂粒子的墨(如US 20040107869所述)、或纳米结构的薄膜催化剂(如US 6482763和US 5879827所述)。可以通过任意合适的手段将催化剂施加到PEM或DCC，所述手段包括手工和机械方法，包括：手刷、带缺口的刮棒涂布(notch bar coating)、带流体的模具涂布、绕线杆涂(rod coating)、带流体的涂布、槽馈刮刀涂布(slot-fed knife coating)、三辊涂布或贴花转印(decal transfer)。可以在一种或多种应用中实现涂覆。
可以将如图5所示的单独的燃料电池包装成为成组的燃料电池组合件。这种成组的燃料电池组合件在本文中称为成组电池组合件(UCA)，能够与许多其他UCA联合以形成燃料电池堆。UCA可以与多个UCA在电池堆内串联电连接，这决定了电池堆的总电压，每个电池的活性表面积决定了总电流。将总电池堆的电压乘以总电流可确定由所给燃料电池堆产生的总电功率。
本发明的UCA包装方法可以用来构建PEM燃料电池组合件。PEM燃料电池具有高功率密度，能够快速改变其输出以满足所需功率的变化，并很好地适合于需要快速启动的各种用途，如在汽车中。
现在参照图6，其表示根据PEM燃料电池技术进行的UCA实施方案，其包括了上述的一类含离子的聚合物膜。如图6所示，UCA 120的MEA 125包括五个组分层。PEM层122夹在DCC层124和126之间，或夹在例如气体扩散层(GDL)之间。阳极催化剂130位于第一DCC 124和含离子的聚合物膜122之间，而阴极催化剂132位于膜122和第二DCC 126之间。
在一种结构中，制造的PEM层122包括：在一个表面上的阳极催化剂涂层130和在另一表面上的阴极催化剂涂层132。这种结构常常被称为催化剂涂层膜或CCM。根据另一种结构，制造的第一和第二DCC124、126分别包括阳极和阴极催化剂涂层130、132。
DDC 124、126典型地由碳纤维纸、或非织造材料、或织造布制得。根据产品的结构，DCC 124、126可以在一侧具有碳粒子涂层。所制造的上述DCC 124、126可包括或不包括催化剂涂层。
在图6所示的具体实施方案中，MEA 125显示被夹在第一封边系统134和第二封边系统136之间。封边系统134、136在UCA包装内提供必要的密封，以隔离各种流体(气体/液体)运送和反应区域，防止相互污染和防止不适当地离开UCA 120，还可提供在流场板140、142之间的电绝缘和硬停机压缩控制(hard stop compression control)。
流场板140、142分别位于靠近第一和第二封边系统134和136的位置。流场板140、142分别包括如下场：气流通道143，以及使氢和氧供应燃料通过的口。流场板140、142还可包括冷却剂通道和口。冷却剂通道被包括在流场板140、142的表面，与包括气流通道143的表面相对。
在如图6所示的结构中，流场板140、142被构造成单极流场板，其中单个MEA 125被夹在它们之间。在这个或其他的实施方案中，流场可以为低横向流量的流场(low lateral flux flow field)，如共有的美国专利申请公布US 20030059662号所公开的内容。应理解，通过利用一个或多个双极流场板，可以完成UCA或多电池组合件(MCA)以包括多个MEA 125。这样的UCA或MCA可以包括双极流场板，其含有整体冷却通道。
如图5和图6所示的结构代表了两种特殊的布置，它们可被实施以用于燃料电池组合件的情况，该组合件包括根据本发明使用微波退火方法制造的含离子的聚合物膜。提供这两种布置仅是为了说明，而不是为了代表在本发明范围内的所有可能的结构。
为了说明的目的，已提出了以上本发明的各个实施方案的描述。但不打算排除或将本发明限制于所公开的具体形式。依照上述指导，可能有许多修改和变化。本发明的范围不应限于这些详细描述，而是由所附的权利要求书来限定。

Claims (27)

1.一种制造薄膜的方法，包括：
提供涂层，其包括含离子的聚合物或含离子的聚合物前体；和
使涂层微波退火。
2.如权利要求1所述的方法，其中使涂层退火包括：使涂层经受微波辐射，持续足够的时间，以使涂层达到或超过薄膜形成温度。
3.如权利要求1所述的方法，其中使涂层微波退火包括：使涂层经受微波辐射，由此优选激发涂层的液体组分。
4.如权利要求1所述的方法，其中使涂层微波退火包括：使涂层经受微波辐射，由此优选激发涂层中的水。
5.如权利要求1所述的方法，其中使涂层微波退火包括：使涂层经受微波辐射，由此优选激发涂层中的聚合物的官能团。
6.如权利要求1所述的方法，还包括：在衬垫上提供涂层，以及使该涂层微波退火以在衬垫上形成薄膜。
7.如权利要求1所述的方法，其中含离子的聚合物或含离子的聚合物前体包括芳族聚合物。
8.如权利要求1所述的方法，其中含离子的聚合物或含离子的聚合物前体包括含氟聚合物。
9.如权利要求1所述的方法，其中含离子的聚合物或含离子的聚合物前体包括具有磺酸酯官能团的含氟聚合物。
10.如权利要求1所述的方法，其中含离子的聚合物或含离子的聚合物前体包括由含氟聚合物胶乳衍生的含氟聚合物。
11.如权利要求1所述的方法，还包括：使含离子的聚合物或含离子的聚合物前体热退火。
12.如权利要求1所述的方法，还包括：使涂层变干。
13.一种制造用于燃料电池的膜电极组合件中的含离子膜的方法，包括：
涂覆含离子的聚合物或含离子的聚合物前体的溶液或悬浮液，以形成膜电极组合件的膜；和
使该膜微波退火。
14.如权利要求13所述的方法，其中膜包括质子交换膜。
15.如权利要求13所述的方法，其中使膜微波退火包括：使膜经受微波辐射，持续足够的时间，以使涂层达到或超过薄膜形成温度。
16.如权利要求13所述的方法，其中使膜微波退火包括：使浇注膜经受微波辐射，由此优选激发溶液的液体组分。
17.如权利要求13所述的方法，其中使浇注膜微波退火包括：使浇注膜经受微波辐射，由此优选激发溶液中的水。
18.如权利要求13所述的方法，其中使浇注膜微波退火包括：使浇注膜经受微波辐射，由此优选激发溶液中的聚合物的官能团。
19.如权利要求13所述的方法，其中使浇注膜微波退火包括：根据连续制造方法使浇注膜微波退火。
20.如权利要求13所述的方法，其中：
涂覆溶液或悬浮液包括：将溶液涂覆到衬垫上；和
使浇注膜微波退火包括：在浇注膜位于衬垫上的情况下，使浇注膜微波退火。
21.一种膜电极组合件，包括按权利要求13的方法制备的膜。
22.一种包括膜电极组合件的燃料电池，该膜电极组合件的膜由权利要求13的方法制得。
23.一种用于制造燃料电池的膜电极组合件中的子配件，包括：
包括含离子的聚合物的膜；和
与该膜接触的衬垫，该衬垫的上限使用温度约等于或低于与该膜相关的薄膜形成温度。
24.如权利要求23所述的子配件，其中膜包括质子交换膜。
25.如权利要求23所述的子配件，其中衬垫包括聚烯烃。
26.如权利要求23所述的子配件，其中衬垫由选自如下的材料形成：聚酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺和含氟聚合物。
27.如权利要求23所述的子配件，其中薄膜形成温度的范围是从约80℃至约300℃。
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