CN112335083A - 聚合物电解质膜、其制造方法及包括其的膜电极组件 - Google Patents

聚合物电解质膜、其制造方法及包括其的膜电极组件 Download PDF

Info

Publication number
CN112335083A
CN112335083A CN201980043852.XA CN201980043852A CN112335083A CN 112335083 A CN112335083 A CN 112335083A CN 201980043852 A CN201980043852 A CN 201980043852A CN 112335083 A CN112335083 A CN 112335083A
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer electrolyte
electrolyte membrane
porous support
porous
tensile elongation
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.)
Pending
Application number
CN201980043852.XA
Other languages
English (en)
Inventor
金娜玲
李武锡
李瞳熏
李殷受
廉承辑
朴重华
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.)
Kolon Industries Inc
Original Assignee
Kolon Industries Inc
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 Kolon Industries Inc filed Critical Kolon Industries Inc
Publication of CN112335083A publication Critical patent/CN112335083A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1058—Polymeric electrolyte materials characterised by a porous support having no ion-conducting properties
    • H01M8/1062—Polymeric electrolyte materials characterised by a porous support having no ion-conducting properties characterised by the physical properties of the porous support, e.g. its porosity or thickness
    • 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
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1041—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends
    • H01M8/1053—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends consisting of layers of polymers with at least one layer being ionically conductive
    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1058—Polymeric electrolyte materials characterised by a porous support having no ion-conducting properties
    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1067—Polymeric electrolyte materials characterised by their physical properties, e.g. porosity, ionic conductivity or thickness
    • 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
    • H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1069—Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes
    • H01M8/1081—Polymeric electrolyte materials characterised by the manufacturing processes starting from solutions, dispersions or slurries exclusively of polymers
    • 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)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及一种聚合物电解质膜、该聚合物电解质膜的制造方法及包括该聚合物电解质膜的膜电极组件，该聚合物电解质膜包括：第一多孔载体，具有填充有第一离子导体的第一孔；第二多孔载体，具有填充有第一离子导体的至少一个第二孔和填充有第二离子导体的第三孔，其中第一多孔载体和第二多孔载体彼此接触。聚合物电解质膜通过浸渍性能的改善而具有增强的性能，并且通过氢渗透性和尺寸变化的最小化而具有增强的机械和化学耐久性。此外，聚合物电解质膜中的离子导体与载体之间的界面能够长时间稳定地保持。

Description

聚合物电解质膜、其制造方法及包括其的膜电极组件
技术领域
本公开涉及一种聚合物电解质膜、该聚合物电解质膜的制造方法及包括该聚合物电解质膜的膜电极组件，并且更具体地，涉及：一种聚合物电解质膜，该聚合物电解质膜被配置为使得聚合物电解质膜的浸渍得到改善，从而聚合物电解质膜的性能得到改善，聚合物电解质膜的氢渗透(hydrogen crossover)和尺寸变化被最小化，从而聚合物电解质膜的机械和化学耐久性得到改善，并且离子导体与载体之间的界面被长时间稳定地保持；该聚合物电解质膜的制造方法；以及包括该聚合物电解质膜的膜电极组件。
背景技术
燃料电池是包括用于通过包含在烃类燃料(例如甲醇、乙醇或天然气)中的氢和氧的氧化/还原反应将化学反应能直接转化为电能的发电系统的电池，燃料电池作为由于其环境友好特性(例如高能量效率和污染物排放减少)而能够取代化石能源的下一代清洁能源，引起了关注。
这样的燃料电池的优点在于，将单元电池堆叠以构成电池堆，从而可以提供各种水平的电力。另外，燃料电池的能量密度是小型锂电池的能量密度的4至10倍，由此燃料电池作为小型电源或移动电源而引起了关注。
实质上发电的燃料电池的电池堆具有如下结构：堆叠有几个至几十个单元电池，每个单元电池包括膜电极组件(MEA)和隔板(也称为双极板)，膜电极组件通常被配置为具有如下结构：氧化电极(阳极或燃料电极)和还原电极(阴极或空气电极)在电解质膜设置在它们之间的状态下形成在电解质膜的相对两侧。
根据电解质的状态和种类，燃料电池可以分为碱性电解质膜燃料电池或聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)。聚合物电解质膜燃料电池由于其低于100℃的低工作温度、快速的启动和响应特性以及优异的耐久性，作为移动电源、车辆用电源和家用电源而引起了关注。
聚合物电解质膜燃料电池的代表例可以包括使用氢气作为燃料的质子交换膜燃料电池(PEMFC)和使用液体甲醇作为燃料的直接甲醇燃料电池(DMFC)。
将简要描述在聚合物电解质膜燃料电池中发生的反应。首先，当将诸如氢气的燃料供应给氧化电极时，由于氢的氧化反应，而在氧化电极处产生质子(H+)和电子(e-)。产生的质子经由聚合物电解质膜传递到还原电极，并且产生的电子经由外部电路传递到还原电极。氧从还原电极供应，并且氧与质子和电子结合，由此通过氧的还原反应产生水。
同时，为了实现聚合物电解质膜燃料电池的商业用途，具有许多要解决的技术问题，特别是，必须实现聚合物电解质膜燃料电池的高性能、长寿命以及低价格。对其产生最大影响的要素是膜电极组件，特别是，聚合物电解质膜是对MEA的性能和价格产生最大影响的核心因素之一。
操作聚合物电解质膜燃料电池所需的聚合物电解质膜的要求包括高质子传导性、高机械和化学稳定性、高耐热性、低燃料渗透性、高机械强度、低水分含量和优异的尺寸稳定性。常规的聚合物电解质膜在特定的温度和相对湿度的环境下，特别地在高温/低湿条件下，往往无法正常地实现高性能。其结果，在其中应用了常规聚合物电解质膜的聚合物电解质膜燃料电池受限于能够使用燃料电池的范围。
为了同时确保聚合物电解质膜的性能、耐久性、机械性能和化学性能，已经开发出在其中应用了增强材料的增强复合膜型聚合物电解质膜。然而，具有高质子传导性的聚合物电解质膜的缺点在于，水分含量高，从而尺寸稳定性降低。商业化的氟类电解质膜具有比烃类电解质膜更高的性能，但是缺点在于，由于其高的氢传导性，开路电压(OCV)降低并且膜的耐久性降低。
因此，为了使聚合物电解质膜商业化，需要在改善其性能的同时在浸渍和干燥时提高聚合物电解质膜的尺寸稳定性，从而提高其机械耐久性。为此，需要确保增强复合膜的最佳结构并改善其浸渍。
发明内容
技术问题
本公开的一个目的是提供一种聚合物电解质膜，该聚合物电解质膜被配置为使得聚合物电解质膜的浸渍得到改善，从而聚合物电解质膜的性能得到改善，聚合物电解质膜的氢渗透和尺寸变化被最小化，从而聚合物电解质膜的机械和化学耐久性得到改善，并且离子导体与载体之间的界面被长时间稳定地保持。
本公开的另一个目的是提供一种聚合物电解质膜的制造方法。
本公开的又一个目的是提供一种包括聚合物电解质膜的膜电极组件。
技术方案
根据本公开的一个方面，提供一种聚合物电解质膜，包括：第一多孔载体，所述第一多孔载体具有填充有第一离子导体的第一孔；以及第二多孔载体，所述第二多孔载体具有填充有第一离子导体的至少一个第二孔和填充有第二离子导体的第三孔，其中第一多孔载体和第二多孔载体彼此接触。
第一多孔载体的所有孔可以填充有第一离子导体。
第一多孔载体可以进一步具有填充有第二离子导体的至少一个第四孔。
第一多孔载体和第二多孔载体中的每一个可以是各向同性的多孔载体，该各向同性的多孔载体被配置为使得机器方向(MD)拉伸伸长率和横向方向(TD)拉伸伸长率彼此相等，或者MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率中的较高者是其较低者的1.5倍以下。
第一多孔载体和第二多孔载体可以被层叠为使得第一多孔载体和第二多孔载体被拉伸的方向彼此垂直。
根据本公开的另一方面，提供一种聚合物电解质膜，包括多孔载体和离子导体，所述多孔载体的孔填充有离子导体，其中，在80℃的温度和50％的相对湿度(RH)下，聚合物电解质膜具有0.046S/cm至0.1S/cm的面内(In-plane，IP)质子电导率以及0.042S/cm至0.1S/cm的贯穿平面(Through-plane，TP)质子电导率，在将聚合物电解质膜浸渍在室温的蒸馏水中12小时，然后在50℃下在真空状态下干燥24小时后，通过下面的式1和式2计算出的聚合物电解质膜的MD溶胀率和TD溶胀率中的每一个为2％以下。
[式1]
△L(MD)＝[(L湿润(MD)–L干燥(MD))/L干燥(MD)]×100
[式2]
△L(TD)＝[(L湿润(TD)–L干燥(TD))/L干燥(TD)]×100
其中，△L(MD)为MD溶胀率，△L(TD)为TD溶胀率，L湿润(MD)和L湿润(TD)分别是即将干燥之前测得的MD长度和TD长度，L干燥(MD)和L干燥(TD)分别是紧接干燥之后测得的MD长度和TD长度。
聚合物电解质膜的TP质子电导率和IP质子电导率可以彼此相等，或者TP质子电导率和IP质子电导率中的较高者可以是其较低者的1.5倍以下。
TP溶胀率和MD溶胀率可以彼此相等，或者TP溶胀率和MD溶胀率中的较高者可以是其较低者的1.5倍以下。
聚合物电解质膜在65℃的温度和50％的相对湿度(RH)下，可以具有7×10-5cm2/sec以下的氢渗透率。
聚合物电解质膜的MD拉伸强度和TD拉伸强度可以彼此相等，或者MD拉伸强度和TD拉伸强度中的较高者可以是其较低者的1.5倍以下。
聚合物电解质膜的MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率可以彼此相等，或者MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率中的较高者可以是其较低者的1.5倍以下。
根据本公开的另一方面，提供一种聚合物电解质膜的制造方法，该方法包括：浇铸包含第一离子导体的第一混合液；将干燥状态的第一多孔载体放置在第一混合液上使得第一多孔载体完全处于湿润状态；紧接在第一多孔载体完全处于湿润状态之后，将干燥状态的第二多孔载体添加(add on)在第一多孔载体上，使得第一多孔载体和第二多孔载体彼此接触；将包含第二离子导体的第二混合液施加(apply)到第二多孔载体上使得第二多孔载体完全处于湿润状态；以及干燥湿润状态的第一多孔载体和第二多孔载体。
根据本公开的另一方面，提供一种膜电极组件，包括彼此相对设置的阳极和阴极以及位于阳极与阴极之间的聚合物电解质膜。
根据本公开的又一方面，提供一种包括膜电极组件的燃料电池。
有益效果
根据本公开的聚合物电解质膜的浸渍得到改善，从而聚合物电解质膜的性能得到改善，聚合物电解质膜的氢渗透和尺寸变化被最小化，由此聚合物电解质膜的机械和化学耐久性得到改善，并且离子导体与载体之间的界面被长时间稳定地保持。
附图说明
图1是示出根据本公开的多孔载体在相交方向上层叠的情况的分解透视图。
图2是图1的耦接透视图。
图3是示意性地示出根据本公开的实施例的聚合物电解质膜的示例的剖视图。
图4和图5分别是根据本公开的示例1和比较例1制造的聚合物电解质膜的扫描电子显微镜(SEM)照片。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本公开的实施例，使得本公开所属领域的技术人员可以容易地实现本公开的实施例。然而，本公开可以以各种不同的形式实现，而不限于在此描述的实施例。
根据本公开的实施例的聚合物电解质膜包括：第一多孔载体，所述第一多孔载体具有填充有第一离子导体的第一孔；第二多孔载体，所述第二多孔载体具有填充有第一离子导体的至少一个第二孔和填充有第二离子导体的第三孔，其中第一多孔载体和第二多孔载体彼此接触。
可选地，根据本公开的聚合物电解质膜可以进一步包括层叠在第一多孔载体和第二多孔载体中的任一者上的一个或多个多孔载体。即，根据本公开的聚合物电解质膜包括具有层叠有两个以上的多孔载体的结构的层叠型多孔载体。
根据本公开，构成层叠型多孔载体的各个多孔载体彼此紧密接触。除非各个多孔载体的类型彼此不同以便彼此区分，否则它们之间的界面可能无法在视觉上识别，并且层叠型多孔载体可能不是明显的单个多孔载体。因此，当从最终产品的角度来看而不是从制造过程的角度来看时，根据情况，根据本发明的层叠型多孔载体可以被认为是单个多孔载体。
然而，与层叠型多孔载体的使用以及与其相关的根据本公开的制造方法有关的特征，与使用具有与层叠型多孔载体相同的厚度的单个多孔载体的情况相比，在聚合物电解质膜的各种物理性质方面提供了各种优点，下面将对其进行详细描述。
在本公开的实施例中，第一多孔载体的所有孔可以填充有第一离子导体。可替代地，第一多孔载体可以进一步具有填充有第二离子导体的至少一个第四孔。
第一多孔载体和第二多孔载体中的每一个可以是各向同性的多孔载体，该各向同性的多孔载体被配置为使得机器方向(machine-direction，MD)拉伸伸长率(以下称为“MD拉伸伸长率”)和横向方向(transverse-direction，TD)拉伸伸长率(以下称为“MD拉伸伸长率”)彼此相等，或者MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率中的较高者是其较低者的1.5倍以下。
第一多孔载体和第二多孔载体可以被层叠为使得第一多孔载体和第二多孔载体被拉伸的方向彼此垂直。
层叠型多孔载体的厚度可以为聚合物电解质膜的总厚度的50％以上，具体地50％至90％。在层叠型多孔载体的厚度小于聚合物电解质膜的总厚度的50％的情况下，具有层叠型多孔载体作为增强材料的增强复合膜的尺寸稳定性和机械耐久性的改善效果可能微不足道。在层叠型多孔载体的厚度大于聚合物电解质膜的总厚度的90％的情况下，位于层叠型多孔载体的上表面或下表面上的离子导电层的厚度可能太小，由此表面电阻可能会增加。
通过层叠多个多孔载体构成层叠型多孔载体，并且与使用具有与层叠型多孔载体相同的厚度的单个多孔载体的情况相比，在浸渍过程中与离子导体直接接触的层叠型多孔载体的表面积增加，由此由于包含离子导体的溶液引起的层叠型多孔载体的润湿可以得到改善。另外，当多孔载体的孔填充有离子导体时，孔中的空气可以更容易地从其中排出，由此可以最小化微观气泡的产生，因此浸渍可以得到改善。润湿和浸渍的这种改善提高了根据本公开的聚合物电解质膜的离子电导率。另外，可以增加能够缓冲尺寸变化的面积，由此尺寸稳定性可以得到改善。
为了提高仅使用单个多孔载体制造的增强复合电解质膜的尺寸稳定性，需要增加多孔载体的厚度。然而，随着多孔载体的厚度增加，多孔载体的润湿和浸渍降低，由此电解质膜的离子电导率降低。另一方面，在多孔载体的厚度减小的情况下，由于润湿和浸渍的改善，电解质膜的离子电导率可以提高；但是，作为载体的功能不能适当地发挥，因此电解质膜的尺寸稳定性降低。即，在仅使用单个多孔载体制造的增强复合电解质膜中，离子电导率和尺寸稳定性是在其间具有权衡关系的物理性质。
在本公开中，采用了层叠型多孔载体，同时进行本公开特有的浸渍工艺和添加工艺(add-on process)，由此可以提高聚合物电解质膜的离子电导率和尺寸稳定性两者。
具体地，使用根据本公开的制造方法制造的聚合物电解质膜包括多孔载体和离子导体，多孔载体的孔填充有离子导体，其中，(i)在80℃的温度和50％的相对湿度(RH)下，聚合物电解质膜具有0.046S/cm至0.1S/cm的面内(IP)质子电导率(以下称为“IP质子电导率”)以及0.042S/cm至0.1S/cm的贯穿平面(TP)质子电导率(以下称为“TP质子电导率”)，(ii)在将聚合物电解质膜浸渍在室温的蒸馏水中12小时，然后在50℃下在真空状态下干燥24小时后，通过下面的式1和式2计算出的聚合物电解质膜的机器方向(MD)溶胀率(以下称为“MD溶胀率”)和横向方向(TD)溶胀率(以下称为“TD溶胀率”)中的每一个为2％以下。
[式1]
△L(MD)＝[(L湿润(MD)–L干燥(MD))/L干燥(MD)]×100
[式2]
△L(TD)＝[(L湿润(TD)–L干燥(TD))/L干燥(TD)]×100
其中，△L(MD)为MD溶胀率，△L(TD)为TD溶胀率，L湿润(MD)和L湿润(TD)分别是即将干燥之前测得的MD长度和TD长度，L干燥(MD)和L干燥(TD)分别是紧接干燥之后测得的MD长度和TD长度。
作为长度方向的机器方向(MD)是指，当以卷对卷的方式连续地生产聚合物电解质膜时辊行进的方向，或卷绕所制造的聚合物电解质膜的方向，作为宽度方向的横向方向(TD)是指与机器方向垂直的方向。
另外，以与测量MD溶胀率和TD溶胀率的方法类似的方法，可以测量湿润状态的聚合物电解质膜的厚度T湿润和干燥状态的聚合物电解质膜的厚度T干燥，并将其代入下面的式3中以计算厚度溶胀率。
[式3]
(T湿润-T干燥/T干燥)×100＝△T(厚度溶胀率，％)
聚合物电解质膜的TD溶胀率和MD溶胀率可以彼此相等，或者TD溶胀率和MD溶胀率中的较高者可以是其较低者的1.5倍以下。在TD溶胀率和MD溶胀率中的较高者大于其较低者的1.5倍时，溶胀抵抗力在两个方向上彼此不同，由此，由于反复进行保湿和干燥，聚合物电解质膜的机械耐久性急剧降低。
另外，在层叠型多孔载体的浸渍得到改善的情况下，可以在层叠型多孔载体的贯穿平面方向上成功地形成质子沿其可移动的水通道，由此层叠型多孔载体的性能可以得到改善。另外，氢气沿其可移动的流动通道可能会复杂，从而当氢气移动时阻力可能增加，因此氢渗透性可能降低。因此，在使用层叠型多孔载体的情况下，可以在确保高性能的同时确保化学耐久性。
因此，根据本公开的实施例的聚合物电解质膜在80℃的温度和50％的相对湿度(RH)下可以具有0.046S/cm至0.1S/cm的IP质子电导率和0.042S/cm至0.1S/cm的TP质子电导率，同时在65℃的温度和50％的相对湿度(RH)下可以具有7×10-5cm2/sec以下的氢渗透率。在聚合物电解质膜的IP和TP质子电导率小于上述范围的情况下，不可能确保作为聚合物电解质膜的基本功能。在聚合物电解质膜的氢渗透率大于7×10-5cm2/sec的情况下，OCV可能降低并且长期化学耐久性可能大幅降低。只要聚合物电解质膜满足预定水平或更高的质子电导率，则氢渗透率优选较低。然而，当考虑当前的技术限制时，聚合物电解质膜的氢渗透率的下限可以是1×10-8cm2/sec。
另外，聚合物电解质膜的TP质子电导率和IP质子电导率可以彼此相等，或者TP质子电导率和IP质子电导率中的较高者可以是其较低者的1.5倍以下，具体地为1.0至1.1倍。即，聚合物电解质膜的层叠的多孔载体可以彼此紧密接触至不能在视觉上识别载体之间的界面的程度，从而浸渍可以得到改善，因此，与其他方法相比，可以更成功地形成质子沿其可移动的贯穿平面(TP)水通道。这可以用IP质子电导率和TP质子电导率之间的比率来表示。
作为与贯穿平面(TP)方向垂直的平面方向的聚合物电解质膜的面内(IP)方向可以指机器方向(MD)以及与机器方向垂直的横向方向(TD)中的一者或两者。
可以使用磁悬浮天平(magnetic suspension balance，Bell Japan公司)在80℃的温度和30％至95％的相对湿度下测量膜电阻后，使用在50％的相对湿度下的膜电阻来计算IP质子电导率。可以通过用Pt催化剂油墨涂覆聚合物电解质膜的相对的表面，在其上放置并紧固气体扩散层，在80℃的温度和50％的相对湿度下测量膜电阻，并且将测得的膜电阻除以聚合物电解质膜的厚度，来测量TP质子电导率。此时，可以使用下面的式4和5。
[式4]
膜电阻(R)＝(R1-R2)×(膜的有效面积)
其中，R1是浇注(pour)膜时的电阻[Ω]，R2是不浇注膜时的电阻[Ω]。
[式5]
质子电导率(S/cm)＝1/R×t
其中，R为膜电阻[Ω·cm2]，t为膜的厚度[cm]。
可以通过将IP质子电导率和TP质子电导率中的较高者除以其较低者来计算IP质子电导率和TP质子电导率之间的比率。例如，当IP质子电导率小于TP质子电导率时，可以将TP质子电导率除以IP质子电导率来获得比率。另一方面，当TP质子电导率小于IP质子电导率时，可以将IP质子电导率除以TP质子电导率来得到比率。
如果IP质子电导率和TP质子电导率之比大于1.5，则膜电极组件的性能可能降低，并且穿过非浸渍区域的氢气渗透量可能增加。
此外，当通过层叠多孔载体来制造层叠型多孔载体时，不使用粘合剂将多孔载体彼此粘合，并且也不通过热压缩将多孔载体彼此粘合。如果层叠型多孔载体包括粘合层或通过热压缩而形成，则质子传导性降低，从而性能降低。因此，当制造层叠型多孔载体时，在用包含离子导体的溶液润湿多个多孔载体中的每一个的同时将其中一个多孔载体添加在另一个多孔载体上，从而离子导体彼此接合(join)的界面位于多孔载体中的任一个中，因此粘合强度提高。因此，可以以高粘合强度将多孔载体中的一个添加到另一个多孔载体上，而不会引起由于附加的粘合层而可能另外发生的性能降低的问题。
因此，聚合物电解质膜的机器方向(MD)拉伸强度和横向方向(TD)拉伸强度之比可以为1.0至1.5，具体地为1.0至1.2。聚合物电解质膜的机器方向(MD)拉伸伸长率和横向方向(TD)拉伸伸长率之比可以为1.0至1.5，具体地为1.0至1.2。
可以通过使用1kN的称重传感器(load cell)以500mm/sec的十字头速度在机器方向(MD)或横向方向(TD)上拉伸具有3cm2的面积的聚合物电解质膜，来测量拉伸强度和拉伸伸长率。通过在机器方向上拉伸聚合物电解质膜来测量MD拉伸强度和MD拉伸伸长率，并且通过在横向方向上拉伸聚合物电解质膜来测量TD拉伸强度和TD拉伸伸长率。
MD拉伸强度和TD拉伸强度之比以及MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比可以通过将其较大者除以较小者来计算。
如果聚合物电解质膜的MD拉伸强度与TD拉伸强度之比以及MD拉伸伸长率与TD拉伸伸长率之比大于1.5，则由于聚合物电解质膜的各向异性，聚合物电解质膜的机械耐久性可能不能充分地改善。
作为示例，多孔载体可以包括对热和化学分解具有高抵抗性的高度氟化的聚合物，优选地全氟化的聚合物。例如，多孔载体可以是聚四氟乙烯(PTFE)或四氟乙烯与CF2＝CFCnF2n+1(n为1至5的实数)或CF2＝CFO-(CF2CF(CF3)O)mCnF2n+1(m为0至15的实数，n为1至15的实数)的共聚物。
PTFE是可商购的，并且可以适当地用作多孔载体。另外，具有聚合物原纤维微结构或者节点通过原纤维彼此连接的微结构的膨体聚四氟乙烯(e-PTFE)也可以适当地用作多孔载体，并且具有不存在节点的聚合物原纤维微结构的膜也可以适当地用作多孔载体。
通过在润滑剂的存在下将分散聚合的PTFE挤出到带上并对其进行拉伸来形成包括全氟化的聚合物的多孔载体。因此，可以制造具有更高孔隙率和更高强度的多孔载体。另外，可以在超过PTFE的熔点(约342℃)的温度下对e-PTFE进行热处理，由此可以增加PTFE的非晶含量比。使用上述方法制造的e-PTFE膜可以具有包括各种直径的微孔和孔隙率。使用上述方法制造的e-PTFE膜可以具有至少35％的孔隙率，并且每个微孔的直径可以约为0.01μm至1μm。另外，包括全氟化聚合物的多孔载体的厚度可以不同地改变。作为示例，多孔载体的厚度可以为2μm至40μm，优选地5μm至20μm。在多孔载体的厚度小于2μm的情况下，多孔载体的机械强度可能显著地降低。另一方面，在多孔载体的厚度大于40μm的情况下，多孔载体的电阻损失可能增加，多孔载体的重量可能增加，并且多孔载体的集成性可能劣化。
作为多孔载体的另一示例，多孔载体可以是包括随机取向的多个纤维的非织造纤维网。
非织造纤维网是这样的片材：是夹层的，但是具有单个纤维或长丝的结构，而不是与织布相同的结构。非织造纤维网可以使用从由梳理、扯松(garneting)、气流成网、湿法成网、熔喷、纺粘和缝编(stitch bonding)组成的组中选择的方法来制造。
纤维可以包含一种或多种聚合物材料。通常，可以使用任何纤维形成聚合物材料。具体地，可以使用基于烃的纤维形成聚合物材料。例如，纤维形成聚合物材料可以包括但不限于聚烯烃(例如，聚丁烯、聚丙烯或聚乙烯)；聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate)或聚对苯二甲酸丁二酯(polybutyleneterephthalate))；聚酰胺(尼龙6或尼龙6,6)；聚氨酯；聚丁烯；聚乳酸；聚乙烯醇；聚苯硫醚；聚砜；液晶聚合物；聚乙烯-乙酸乙烯酯(polyethylene-co-vinyl acetate)；聚丙烯腈；环状聚烯烃；聚甲醛；聚烯烃基热塑性弹性体；以及它们的组合。
作为具有非织造纤维网形式的多孔载体的另一示例，多孔载体可以包括纳米网，在该纳米网中纳米纤维集成为包括多个孔的非织造布的形式。
基于烃的聚合物表现出高耐化学性和疏水性，从而防止基于烃的聚合物在高湿环境中由于水分发生变形，基于烃的聚合物被优选用作纳米纤维。具体地，基于烃的聚合物可以选自由尼龙、聚酰亚胺、聚芳酰胺(polyaramid)、聚醚酰亚胺、聚丙烯腈、聚苯胺、聚环氧乙烷(polyethylene oxide)、聚萘二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate)、聚对苯二甲酸丁二酯、丁苯橡胶、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚偏二氟乙烯、聚乙烯丁烯(polyvinyl butylene)、聚氨酯、聚苯并恶唑、聚苯并咪唑、聚酰胺酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二酯、聚苯硫醚、聚乙烯、聚丙烯、其共聚物及其混合物组成的组。其中，优选使用表现出更高的耐热性、耐化学性和形状稳定性的聚酰亚胺。
纳米网是纳米纤维的聚集体，其中通过电纺丝制造的纳米纤维是无规排列的。此时，考虑到纳米网的孔隙率和厚度，使用扫描电子显微镜(JSM6700F，JEOL)测量50根纤维的直径并且计算纤维直径的平均值时，优选地纳米纤维具有40nm至5000nm的平均直径。在纳米纤维的平均直径小于40nm的情况下，多孔载体的机械强度可能降低。另一方面，在纳米纤维的平均直径大于5000nm的情况下，多孔载体的孔隙率可能显著降低，并且多孔载体的厚度可能增加。
非织造纤维网的厚度可以为3μm至50μm，具体地为3μm至20μm。在非织造纤维网的厚度小于3μm的情况下，非织造纤维网的机械强度可能降低。另一方面，在非织造纤维网的厚度大于50μm的情况下，非织造纤维网的电阻损失可能增加，非织造纤维网的重量可能增加，并且非织造纤维网的集成性可能劣化。
非织造纤维网的基本重量(basic weight)可以在3g/m2至20g/m2的范围内。在非织造纤维网的基本重量小于3g/m2的情况下，在非织造纤维网中形成可见孔，由此可能难以实现作为多孔载体的功能。在非织造纤维网的基本重量大于20g/m2的情况下，非织造纤维网可能以其中几乎没有形成孔的纸或织物的形式制造。
多孔载体的孔隙率可以为45％以上，具体为60％以上。同时，多孔载体的孔隙率优选为90％以下。在多孔载体的孔隙率大于90％的情况下，多孔载体的形状稳定性可能劣化，从而可能不能顺利地进行后续工艺。可以基于空气的体积与多孔载体的总体积之比使用下面的式6来计算多孔载体的孔隙率。此时，可以通过制造矩形样品并测量样品的长度、宽度和厚度来计算多孔载体的总体积，并且空气的体积可以通过从多孔载体的总体积中减去在测量样品的质量之后由其密度反算得到的聚合物的体积来获得。
[式6]
孔隙率(％)＝(多孔载体中的空气体积/多孔载体的总体积)×100
聚合物电解质膜是多孔载体中的孔中填充有离子导体的增强复合膜型聚合物电解质膜。
构成层叠型多孔载体的多孔载体可以是相同类型的，或者可以是不同类型的。
此时，每个多孔载体可以是各向同性的多孔载体，该各向同性的多孔载体的MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比为1.0至1.5，具体地为1.0至1.2。
在各向同性多孔载体被层叠的情况下，可以使机器方向拉伸伸长率和横向方向拉伸伸长率之比的偏差以及层叠型多孔载体的尺寸变化最小化，从而可以克服使用拉伸方法制造的多孔载体的缺点，并且可以进一步改善浸渍性和尺寸稳定性。
通过使用1kN的称重传感器以500mm/sec的十字头速度在机器方向(MD)或横向方向(TD)上拉伸具有1cm的宽度和5cm的长度的多孔载体，来测量拉伸伸长率。MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比通过将其较大者除以较小者来计算。
此外，多孔载体可以在相同方向上层叠，或者可以在相交方向上层叠。例如，多孔载体中的每一个可以在机器方向(MD)和横向方向(TD)中的任一者上被拉伸从而具有方向性，并且多孔载体可以层叠成使得多孔载体被拉伸的方向彼此垂直相交。
图1是示出多孔载体在相交方向上层叠的情况的分解透视图，图2是图1的耦接透视图。参照图1和图2，第一多孔载体11已在方向A上被拉伸，第二多孔载体12已在方向B上被拉伸。此时，层叠型多孔载体10被配置为使得第一多孔载体11和第二多孔载体12以方向A和方向B彼此垂直相交的方式被层叠。
另外，多孔载体中的每一个在机器方向和横向方向中的任一方向上的诸如拉伸强度和拉伸伸长率的机械性能可以更高，并且多孔载体可以层叠为使得其机械性能更高的方向彼此垂直相交。
如上所述，在多孔载体在相交方向上被层叠的情况下，即使不使用上述各向同性的多孔载体，也可以使层叠型多孔载体的机器方向拉伸伸长率与横向方向拉伸伸长率之比的偏差以及尺寸变化最小化，由此可以克服使用拉伸方法制造的多孔载体的缺点并且可以进一步提高浸渍性和尺寸稳定性。更具体地，尽管在相交方向上层叠的每个多孔载体的MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比率可以大于1.5，但是作为相交层叠的结果，层叠型多孔载体的MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比可以为1.0至1.5。
图3是示意性地示出聚合物电解质膜的示例的剖视图。参考图3，层叠型多孔载体10包括第一多孔载体11和第二多孔载体12，其中第一多孔载体11的第一孔填充有第一离子导体20，并且第二多孔载体12的第三孔填充有第二离子导体30。另外，第一离子导体层21位于第一多孔载体11的外表面上，第二离子导体层13位于第二多孔载体12的外表面上。
第一离子导体20和第二离子导体30彼此接合的界面可以位于多孔载体11和12中的任一者中。在图3中，第一离子导体20和第二离子导体30彼此接合的界面被示出为位于第二多孔载体12中。即，第二多孔载体12具有填充有第一离子导体20的至少一个第二孔。
根据本公开的聚合物电解质膜具有多孔载体之间的改善的结合强度，这是因为在制造时，在一个多孔载体已被包含离子导体的溶液润湿的同时该一个多孔载体被添加在另一个多孔载体上，由此离子导体能够渗透到另一个多孔载体中。
另外，根据本公开，聚合物电解质膜在层叠的多孔载体之间不包括离子导体层。
也就是说，聚合物电解质膜包括通过在一个多孔载体已被包含离子导体的溶液润湿的同时将该一个多孔载体添加在另一个多孔载体上而制造的层叠型多孔载体。因此，根据本公开的聚合物电解质膜与通过分别用包含离子导体的溶液润湿多孔载体，分别将它们干燥以制造多个聚合物电解质膜，然后将它们层叠而制造的层叠型聚合物电解质膜的不同之处在于，在层叠的多孔载体之间不包括离子导体层。
也就是说，在层叠型聚合物电解质膜中，在层叠聚合物电解质膜时，使形成在第一多孔载体的表面上的第一离子导体层和形成在第二多孔载体的表面上的第二离子导体层彼此接触并层压，由此在多孔载体之间形成厚的离子导体层。另一方面，在根据本公开的聚合物电解质膜的情况下，多孔载体彼此直接接触。
因此，根据本公开的聚合物电解质膜的浸渍可以得到改善，由此可以在层叠型多孔载体的贯穿平面方向上成功地形成质子沿其可移动的水通道，因此聚合物电解质膜的性能可以得到改善。另外，氢气沿其可移动的流动通道可能会复杂，由此当氢气移动时阻力可能增加，因此氢渗透性可能降低。然而，在层叠型聚合物电解质膜的情况下，氢气沿其可移动的流动通道并不复杂，由此不会获得由于氢气移动时阻力增加导致氢渗透性降低的效果。
第一离子导体和第二离子导体中的每一个可以独立地是具有能够转移阳离子(例如质子)的阳离子交换基团的阳离子导体，或者是具有能够转移阴离子(例如氢氧根离子、碳酸根或碳酸氢根)的阴离子交换基团的阴离子导体。
阳离子交换基团可以是选自由磺酸基、羧基、硼酸基、磷酸基、酰亚胺基、磺酰亚胺基、磺酰胺基、磺酸氟基及其组合组成的组中的任一者。通常，阳离子交换基团可以是磺酸基或羧基。
阳离子导体可以是：具有阳离子交换基团并且在其主链中包括氟的氟基聚合物；烃基聚合物，例如苯并咪唑、聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺、聚缩醛、聚乙烯、聚丙烯、丙烯酸树脂、聚酯、聚砜、聚醚、聚醚酰亚胺、聚酯、聚醚砜、聚醚酰亚胺、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯硫醚、聚醚醚酮、聚醚酮、聚芳基醚砜(polyaryl ether sulfone)、聚磷腈或聚苯基喹喔啉；部分氟化的聚合物，例如聚苯乙烯-接枝-乙烯四氟乙烯共聚物(polystyrene-graft-ethylene tetrafluoroethylene copolymer)或聚苯乙烯-接枝-聚四氟乙烯共聚物(polystyrene-graft-polytetrafluoroethylene copolymer)；或磺酰亚胺。
更具体地，在阳离子导体是质子导体的情况下，聚合物中的每一者在其侧链中可以包括选自由磺酸基、羧酸基、磷酸基、膦酸基以及它们的衍生物组成的组中的阳离子交换基团。作为具体示例，阳离子导体可以是但不限于：氟基聚合物，包括聚(全氟磺酸)、聚(全氟羧酸)、四氟乙烯与包含磺酸基的氟乙烯基醚的共聚物、脱氟聚醚酮硫醚(defluorinatedpolyetherketone sulfide)以及它们的混合物；或烃基聚合物，包括磺化聚酰亚胺(S-PI)、磺化聚芳醚砜(S-PAES)、磺化聚醚醚酮(SPEEK)、磺化聚苯并咪唑(SPBI)、磺化聚砜(S-PSU)、磺化聚苯乙烯(S-PS)、磺化聚磷腈、磺化聚喹喔啉(sulfonated polyquinoxaline)、磺化聚酮、磺化聚苯醚、磺化聚醚砜、磺化聚醚酮、磺化聚苯砜(sulfonated polyphenylenesulfone)、磺化聚苯硫醚(sulfonated polyphenylene sulfide)、磺化聚苯硫醚砜(sulfonated polyphenylene sulfide sulfone)、磺化聚苯硫醚砜腈(sulfonatedpolyphenylene sulfide sulfone nitrile)、磺化聚亚芳基醚(sulfonated polyaryleneether)、磺化聚亚芳基醚腈(sulfonated polyarylene ether nitrile)、磺化聚亚芳基醚醚腈(sulfonated polyarylene ether ether nitrile)、磺化聚亚芳基醚砜酮(sulfonated polyarylene ether sulfone ketone)以及它们的混合物。
阴离子导体是能够传输阴离子(例如氢氧根离子、碳酸根或碳酸氢根)的聚合物。阴离子导体是可以以氢氧化物或卤化物(通常为氯化物)的形式商购获得的，并且阴离子导体可以用于工业水净化、金属分离或催化剂工艺中。
掺杂有金属氢氧化物的聚合物通常可以用作阴离子导体。具体地，掺杂有金属氢氧化物的聚(醚砜)、聚苯乙烯、乙烯基聚合物、聚(氯乙烯)、聚(偏二氟乙烯)、聚(四氟乙烯)、聚(苯并咪唑)或聚(乙二醇)可以用作阴离子导体。
同时，选自由层叠型多孔载体、第一离子导体层和第二离子导体层组成的组中的任一者可以进一步包含抗氧化剂。
由于在聚合物电解质膜燃料电池的阴极上的氧的还原反应通过过氧化氢(H2O2)进行，因此在阴极上可能产生过氧化氢，或者可能从产生的过氧化氢产生羟基自由基(OH-)。另外，在聚合物电解质膜燃料电池的阳极处，随着氧分子透过聚合物电解质膜，在阳极处也可能产生过氧化氢或羟基自由基。产生的过氧化氢或羟基自由基使包含聚合物电解质膜或催化剂电极中包含的磺酸基的聚合物劣化。
因此，可以包括能够分解过氧化物或自由基的抗氧化剂，从而抑制由过氧化物产生自由基或分解所产生的自由基，由此可以防止聚合物电解质膜或催化剂电极的劣化，由此可以提高聚合物电解质膜的化学耐久性。
能够分解过氧化物或自由基的抗氧化剂的类型不特别限制，在本公开中可以使用任何类型的抗氧化剂，只要其可以迅速地分解在聚合物电解质膜燃料电池的工作过程中产生的过氧化物(具体地，过氧化氢)或自由基(具体地，羟基自由基)即可。具体地，例如，能够分解过氧化物或自由基的抗氧化剂可以以能够分解过氧化物或自由基的过渡金属、能够分解过氧化物或自由基的贵金属、其离子、其盐或其氧化物的形式配置。
具体地，能够分解过氧化物或自由基的过渡金属可以是选自由铈(Ce)、镍(Ni)、钨(W)、钴(Co)、铬(Cr)、锆(Zr)、钇(Y)、锰(Mn)、铁(Fe)、钛(Ti)、钒(V)、钼(Mo)、镧(La)和钕(Nd)组成的组中的任一种。
此外，能够分解过氧化物或自由基的贵金属可以是选自由银(Au)、铂(Pt)、钌(Ru)、钯(Pd)和铑(Rh)组成的组中的任一种。
此外，能够分解过氧化物或自由基的过渡金属或贵金属的离子可以是选自由铈离子、镍离子、钨离子、钴离子、铬离子、锆离子、钇离子、锰离子、铁离子、钛离子、钒离子、钼离子、镧离子、钕离子、银离子、铂离子、钌离子、钯离子和铑离子组成的组中的任一种。具体地，在铈的情况下，可以使用三价铈离子(Ce3+)或四价铈离子(Ce4+)。
此外，能够分解过氧化物或自由基的过渡金属或贵金属的氧化物可以是选自由氧化铈、氧化镍、氧化钨、氧化钴、氧化铬、氧化锆、氧化钇、氧化锰、氧化铁、氧化钛、氧化钒、氧化钼、氧化镧和氧化钕组成的组中的任一种。
此外，能够分解过氧化物或自由基的过渡金属或贵金属的盐可以是选自由过渡金属或贵金属的碳酸盐、乙酸盐(acetate)、氯化物盐、氟化物盐、硫酸盐、磷酸盐、钨酸盐、水合物、乙酸铵、硫酸铵和乙酰丙酮化物(acetylacetonate)组成的组的任一种。具体地，在铈的情况下，可以使用碳酸铈、乙酸铈、氯化铈、硝酸铈、硫酸铈、硝酸铈(II)铵(ammoniumcerium(II)nitrate)或硫酸铈(IV)铵(ammonium cerium(IV)sulfate)，并且乙酰丙酮铈可以用作有机金属络合物盐。
同时，为了防止在燃料电池的工作过程中的抗氧化剂的洗脱(elution)，可以包括能够固定抗氧化剂的有机基(organic-based)第二抗氧化剂。
有机基第二抗氧化剂可以是包括基于羧酸、羟基和碳的双键的共振结构的化合物。具有这种结构的有机基第二抗氧化剂具有比聚合物电解质膜中的离子簇和通道更大的分子大小，从而由于不能使用洗脱路径的分子大小并且通过在有机基第二抗氧化剂中包含的大量羧酸和羟基与聚合物电解质膜中的聚合物之间的氢键合，可以防止洗脱。
有机基第二抗氧化剂的具体示例可以是选自由丁香酸、香草酸(vanillic acid)、原儿茶酸、香豆酸、咖啡酸、阿魏酸、绿原酸、朝鲜蓟酸(cynarine)、没食子酸及其混合物组成的组中的任一种。
在抗氧化剂包括第一抗氧化剂和第二抗氧化剂这两者的情况下，第二抗氧化剂可以以基于100重量份的第一抗氧化剂占0至200重量份、具体地30至100重量份的方式被包括。在第二抗氧化剂的含量小于30重量份的情况下，可以实现与仅使用第一抗氧化剂的情况类似的防氧化，由此难以获得引入第二抗氧化剂的效果。在第二抗氧化剂的含量大于200重量份的情况下，聚合物在聚合物电解质膜中的分散性可能劣化，由此整个聚合物电解质膜的均匀性可能降低。
根据本公开的另一实施例的聚合物电解质膜的制造方法包括：浇铸包含第一离子导体的第一混合液的步骤；将干燥状态的第一多孔载体放置在第一混合液上，使得第一多孔载体完全处于湿润状态的步骤；紧接在第一多孔载体完全处于湿润状态之后，将干燥状态的第二多孔载体添加在第一多孔载体上，使得第一载体和第二载体彼此接触的步骤；将包含第二离子导体的第二混合液施加于第二多孔载体使得第二多孔载体完全处于湿润状态的步骤；以及干燥湿润状态的第一多孔载体和第二多孔载体的步骤。
将包含第二离子导体的第二混合液施加于第二多孔载体使得第二多孔载体完全处于湿润状态的步骤可以通过以下方式进行：(i)如果第一离子导体和第二离子导体相同，则将第二多孔载体添加在第一多孔载体上，然后将第一多孔载体和第二多孔载体浸没或浸渍在第二混合液中或用第二混合液浸没或浸渍，或(ii)用第二混合液涂布第二多孔载体的暴露表面。用第二混合液进行的涂布可以通过棒涂、逗号涂、狭缝型挤压式涂布(slot diecoating)、丝网印刷、喷涂、刮刀涂布(doctor blade coating)或层压来进行。
第一混合液/第二混合液可以是包含第一离子导体/第二离子导体的溶液或分散液。同时，可以将抗氧化剂进一步添加到第一混合液和/或第二混合液。抗氧化剂的描述与以上描述相同，因此将省略其重复的描述。
用于制造第一混合液和第二混合液的溶剂或分散介质可以是水、亲水性溶剂、有机溶剂或它们中的两种以上的混合物。
亲水性溶剂可以具有选自由醇、异丙醇、酮、醛、碳酸酯、羧酸酯、羧酸、醚和酰胺组成的组中的至少一个官能团，上述所列物质中的每一者包括碳原子数为1至12的直链或支链饱和或不饱和的烃作为其主链。其中的每一个可以包括脂环族或芳族环状化合物(alicyclic or aromatic cyclic compound)作为其主链的至少一部分。
有机溶剂可以选自N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、四氢呋喃及其混合物。
同时，用第一离子导体或第二离子导体填充层叠型多孔载体中的孔的步骤可能被诸如温度和时间的各种因素影响。例如，填充步骤可能被层叠型多孔载体的厚度、包含第一离子导体或第二离子导体的混合液的浓度以及溶剂/分散介质的类型影响。然而，该工序可以在等于或高于溶剂/分散介质的凝固点且等于或小于100℃的温度下进行。更通常地，该工序可以在室温(20℃)至70℃的温度下进行约5至30分钟。在此，上述温度必须低于每个多孔载体的熔点。
最后，在干燥第一多孔载体和其上添加有第一多孔载体的第二多孔载体的步骤中，可以在60℃至150℃下进行初次干燥15分钟至1小时，然后可以在150℃至190℃下进行二次干燥3分钟至1小时。具体地，初次干燥可以在60℃至120℃下进行15分钟至1小时，并且二次干燥可以在170℃至190℃下进行3分钟至1小时。如果初次干燥在低于60℃的温度下进行小于15分钟，则溶剂可能不能首先排出，从而多孔载体可能不会具有高致密膜的形式。如果二次干燥在高于190℃的温度下进行超过1小时，则磺酸基可能分解，从而膜的性能可能降低。
根据本公开的另一实施例，提供一种膜电极组件及包括该膜电极组件的燃料电池。
具体地，膜电极组件包括彼此相对设置的阳极和阴极以及位于阳极和阴极之间的聚合物电解质膜。除了使用根据本公开的聚合物电解质膜作为聚合物电解质膜之外，该膜电极组件与用于燃料电池的普通膜电极组件相同，因此将在本说明书中省略其详细描述。
此外，除了包括该膜电极组件之外，该燃料电池与普通燃料电池相同，因此，在本说明书中将省略其详细描述。
在下文中，将参考附图详细描述本公开的示例，使得本公开所属领域的普通技术人员可以容易地实现本公开的示例。然而，本公开可以以各种不同的形式来实现，而不限于在此描述的示例。
[制造例1：聚合物电解质膜的制造]
(示例1)
将第一多孔载体(e-PTFE，孔径：0.10μm至0.15μm，厚度：6μm，MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比：1.1)在第一离子导体分散液(该第一离子导体分散液包含20重量％的当量(EW)为800g/eq的高度氟化的聚合物)中润湿。
在第一多孔载体已被润湿时，将第二多孔载体(e-PTFE，孔径：0.10μm至0.15μm，厚度：6μm，MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比：1.1)添加在第一多孔载体上。
在第二多孔载体被放置在第一多孔载体上时，将包含20重量％的当量(EW)为800g/eq的高度氟化的聚合物的第二离子导体分散液附加地施加于第二多孔载体上。
随后，将第一多孔载体和第二多孔载体在60℃下干燥1小时，然后在150℃下干燥30分钟，以制造聚合物电解质膜。
(示例2)
将第一多孔载体(e-PTFE，孔径：0.10μm至0.15μm，厚度：6μm，MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比：1.2)在包含20重量％的当量(EW)为800g/eq的高度氟化的聚合物的第一离子导体分散液中润湿。
在第一多孔载体已被润湿时，将第二多孔载体(e-PTFE，孔径：0.10μm至0.15μm，厚度：6μm，MD拉伸伸长率与TD拉伸伸长率之比：1.2)添加在第一多孔载体上。此时，第一e-PTFE载体和第二e-PTFE载体被层叠，使得第一e-PTFE载体被拉伸的方向和第二e-PTFE载体被拉伸的方向彼此垂直相交。
在将第二多孔载体被放置在第一多孔载体上时，将包含20重量％的当量(EW)为800g/eq的高度氟化的聚合物的第二离子导体分散液附加地施加于第二多孔载体上。
随后，将第一多孔载体和第二多孔载体在60℃下干燥1小时，然后在150℃下干燥30分钟，以制造聚合物电解质膜。
(比较例1)
将两个多孔载体(e-PTFE，孔径：0.10μm至0.15μm，厚度：6μm，MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率之比：1.1)用包含20重量％的当量(EW)为800g/eq的高度氟化的聚合物的离子导体分散液浸渍。随后，将两个多孔载体在60℃下干燥1小时，然后在120℃下干燥30分钟，以制造两个聚合物电解质膜。
在160℃和1.2吨的条件下对两个制造出的聚合物电解质膜进行热压，以制造层叠的聚合物电解质膜。
(比较例2)
在两个多孔载体(e-PTFE，孔径：0.10μm至0.15μm，厚度：6μm，MD拉伸伸长率与TD拉伸伸长率之比：1.1)之间施加聚四氟乙烯粘合剂，然后将两个多孔载体在340℃的温度和0.27MPA的压力下加热并按压30秒，使得两个多孔载体彼此粘合以制造粘合型多孔载体。
将制造出的粘合型多孔载体用包含20重量％的当量(EW)为800g/eq的高度氟化的聚合物的离子导体分散液浸渍。随后，将粘合型多孔载体在60℃下干燥1小时，然后在150℃下干燥30分钟，以制造聚合物电解质膜。
(比较例3)
将多孔载体(e-PTFE，孔径：0.10μm至0.15μm，厚度：15μm，MD拉伸伸长率与TD拉伸伸长率之比：1.5)用包含20重量％的当量(EW)为800g/eq的高度氟化的离子导体分散液浸渍。随后，将多孔载体在60℃下干燥1小时，然后在150℃下干燥30分钟，以制造聚合物电解质膜。
[实验例1：制造出的聚合物电解质膜的特性的测定]
根据示例1和比较例1制造的聚合物电解质膜的扫描电子显微镜照片分别示于图4和图5中。
参照图4，可以看出，根据示例1制造的聚合物电解质膜被良好地粘合至不仅第一离子导体与第二离子导体之间的界面不可见而且第一多孔载体与第二多孔载体之间的界面不可见的程度。
此外，可以看出，第一多孔载体和第二多孔载体彼此接触，并且在它们之间不存在仅由离子导体组成的任何层。
另一方面，参照图5，在根据比较例1制造的聚合物电解质膜的情况下，在第一多孔载体与第二多孔载体之间存在仅由离子导体组成的层，并且该层的厚度为2μm。
[实验例2：制造出的聚合物电解质膜的物理性质的测定]
测量根据示例和比较例制造的聚合物电解质膜中的每一者的IP质子电导率、TP质子电导率、溶胀率、拉伸强度和拉伸伸长率，结果示于下表1中。
可以使用磁悬浮天平(Bell Japan公司)在80℃的温度和30％至95％的相对湿度下测量膜电阻后，使用在50％的相对湿度下的膜电阻来计算IP质子电导率。此时，膜的有效面积为0.75cm2。
通过用Pt催化剂油墨涂覆所制造的聚合物电解质膜的相对的表面，在其上放置并紧固气体扩散层(GDL)，在80℃的温度和50％的相对湿度(RH)下测量膜电阻，并且将测得的膜电阻除以聚合物电解质膜的厚度，来测量TP质子电导率。
关于溶胀率，通过将制造的聚合物电解质膜在室温的蒸馏水中浸渍12小时，将湿润状态的聚合物电解质膜从蒸馏水中取出，测量湿润的聚合物电解质膜的厚度、机器方向(MD)长度和横向方向(TD)长度，将聚合物电解质膜在真空状态下在50℃下干燥24小时，测量干燥的聚合物电解质膜的厚度、机器方向(MD)长度和横向方向(TD)长度，并将湿润状态的聚合物电解质膜的厚度T湿润和长度L湿润和干燥状态的聚合物电解质膜的厚度T干燥和长度L干燥代入上面的式1和式2中，来计算厚度溶胀率和长度溶胀率。
通过使用1kN的称重传感器以500mm/sec的十字头速度在机器方向(MD)或横向方向(TD)上拉伸具有3cm2的面积的聚合物电解质膜，来测量拉伸强度和拉伸伸长率。
[表1]
Figure BDA0002865863570000221
参考上表1，可以看出，在根据每个示例制造的聚合物电解质膜的情况下，用离子导体浸渍多孔载体时与离子导体直接接触的多孔载体的表面积增加，由此由于包含离子导体的溶液引起的多孔载体的润湿性得到改善，当多孔载体的孔填充有离子导体时孔中的空气更容易从其中排出，由此使微小气泡的产生最小化，因此浸渍得到改善。因此，可以看出，IP质子电导率与TP质子电导率之比接近1。
此外，在根据每个示例制造的聚合物电解质膜的情况下，由于包括层叠的多孔载体，因此能够缓冲尺寸变化的面积增加，由此尺寸稳定性也得到改善。另外，当观察尺寸稳定性的变化时，可以看出，MD/TD变化没有实质性差异，即，聚合物电解质膜是各向同性的。

Claims (14)

1.一种聚合物电解质膜，包括：
第一多孔载体，所述第一多孔载体具有填充有第一离子导体的第一孔；以及
第二多孔载体，所述第二多孔载体具有填充有所述第一离子导体的至少一个第二孔和填充有第二离子导体的第三孔，其中
所述第一多孔载体和所述第二多孔载体彼此接触。
2.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述第一多孔载体的所有孔填充有所述第一离子导体。
3.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述第一多孔载体进一步具有填充有所述第二离子导体的至少一个第四孔。
4.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述第一多孔载体和所述第二多孔载体中的每一个是各向同性的多孔载体，所述各向同性的多孔载体被配置为使得机器方向拉伸伸长率和横向方向拉伸伸长率彼此相等，或者所述机器方向拉伸伸长率和所述横向方向拉伸伸长率中的较高者是所述机器方向拉伸伸长率和所述横向方向拉伸伸长率中的较低者的1.5倍以下，所述机器方向即MD，所述横向方向即TD。
5.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述第一多孔载体和所述第二多孔载体被层叠为使得所述第一多孔载体和所述第二多孔载体被拉伸的方向彼此垂直。
6.一种聚合物电解质膜，包括多孔载体和离子导体，所述多孔载体的孔填充有所述离子导体，其中
在80℃的温度和50％的相对湿度下，所述聚合物电解质膜具有0.046S/cm至0.1S/cm的面内质子电导率以及0.042S/cm至0.1S/cm的贯穿平面质子电导率，所述相对湿度即RH，所述面内质子电导率即IP质子电导率，所述贯穿平面质子电导率即TP质子电导率，并且
在将所述聚合物电解质膜浸渍在室温的蒸馏水中12小时，然后在50℃下在真空状态下干燥24小时后，通过下面的式1和式2计算出的所述聚合物电解质膜的MD溶胀率和TD溶胀率中的每一个为2％以下，
[式1]
△L(MD)＝[(L湿润(MD)–L干燥(MD))/L干燥(MD)]×100
[式2]
△L(TD)＝[(L湿润(TD)–L干燥(TD))/L干燥(TD)]×100
其中，△L(MD)为MD溶胀率，△L(TD)为TD溶胀率，L湿润(MD)和L湿润(TD)分别是即将干燥之前测得的MD长度和TD长度，L干燥(MD)和L干燥(TD)分别是紧接干燥之后测得的MD长度和TD长度。
7.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中，所述聚合物电解质膜的所述TP质子电导率和所述IP质子电导率彼此相等，或者所述TP质子电导率和所述IP质子电导率中的较高者是所述TP质子电导率和所述IP质子电导率中的较低者的1.5倍以下。
8.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中，所述TP溶胀率和所述MD溶胀率彼此相等，或者所述TP溶胀率和所述MD溶胀率中的较高者是所述TP溶胀率和所述MD溶胀率中的较低者的1.5倍以下。
9.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中，所述聚合物电解质膜在65℃的温度和50％的相对湿度下具有7×10-5cm2/sec以下的氢渗透率，所述相对湿度即RH。
10.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中，所述聚合物电解质膜的MD拉伸强度和TD拉伸强度彼此相等，或者所述MD拉伸强度和所述TD拉伸强度中的较高者是所述MD拉伸强度和所述TD拉伸强度中的较低者的1.5倍以下。
11.根据权利要求6所述的聚合物电解质膜，其中，所述聚合物电解质膜的MD拉伸伸长率和TD拉伸伸长率彼此相等，或者所述MD拉伸伸长率和所述TD拉伸伸长率中的较高者是所述MD拉伸伸长率和所述TD拉伸伸长率中的较低者的1.5倍以下。
12.一种聚合物电解质膜的制造方法，所述方法包括：
浇铸包含第一离子导体的第一混合液；
将干燥状态的第一多孔载体放置在所述第一混合液上使得所述第一多孔载体完全处于湿润状态；
紧接在所述第一多孔载体完全处于所述湿润状态之后，将干燥状态的第二多孔载体添加在所述第一多孔载体上，使得所述第一多孔载体和所述第二多孔载体彼此接触；
将包含第二离子导体的第二混合液施加到所述第二多孔载体上使得所述第二多孔载体完全处于湿润状态；以及
干燥湿润状态的所述第一多孔载体和所述第二多孔载体。
13.一种膜电极组件，包括：
彼此相对设置的阳极和阴极；以及
根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，所述聚合物电解质膜位于所述阳极与所述阴极之间。
14.一种燃料电池，所述燃料电池包括根据权利要求13所述的膜电极组件。
CN201980043852.XA 2018-06-29 2019-06-28 聚合物电解质膜、其制造方法及包括其的膜电极组件 Pending CN112335083A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2018-0076004 2018-06-29
KR20180076004 2018-06-29
PCT/KR2019/007904 WO2020005018A1 (ko) 2018-06-29 2019-06-28 고분자 전해질 막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 막 전극 어셈블리

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112335083A true CN112335083A (zh) 2021-02-05

Family

ID=68987487

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201980043852.XA Pending CN112335083A (zh) 2018-06-29 2019-06-28 聚合物电解质膜、其制造方法及包括其的膜电极组件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20210242481A1 (zh)
EP (1) EP3817114A4 (zh)
JP (1) JP6982220B2 (zh)
KR (1) KR102395113B1 (zh)
CN (1) CN112335083A (zh)
WO (1) WO2020005018A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113161614A (zh) * 2021-05-19 2021-07-23 杭州华越新材料有限公司 一种锂离子电池电解液
CN114397181A (zh) * 2021-12-03 2022-04-26 山东东岳高分子材料有限公司 一种氯碱离子膜内部增强纤维松弛度测试方法

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102246526B1 (ko) 2017-09-29 2021-05-03 코오롱인더스트리 주식회사 고분자 전해질 막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 막 전극 어셈블리
WO2021225359A1 (ko) * 2020-05-06 2021-11-11 주식회사 삼양사 기계적 강도가 향상된 고분자계 고체 전해질 및 이의 제조 방법, 및 이 고체 전해질을 포함하는 리튬 이차전지
KR102367411B1 (ko) * 2020-05-08 2022-02-24 한국생산기술연구원 강화복합 전해질막 및 그의 제조방법
WO2022071732A1 (ko) * 2020-09-29 2022-04-07 코오롱인더스트리 주식회사 고분자 전해질 막의 제조 방법 및 이로 제조된 전해질 막

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030059657A1 (en) * 2001-05-25 2003-03-27 Charles Stone Composite ion exchange membrane
WO2005076396A1 (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Toagosei Co., Ltd. 電解質膜および当該電解質膜を用いた燃料電池
CN1949574A (zh) * 2005-10-14 2007-04-18 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池的多层聚合电解质膜
CN101273487A (zh) * 2005-09-26 2008-09-24 戈尔企业控股股份有限公司 固体聚合物电解质及其制备方法
JP2009094010A (ja) * 2007-10-11 2009-04-30 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池用電解質膜積層体、膜電極接合体、及び燃料電池用電解質膜積層体の製造方法
KR20110006122A (ko) * 2009-07-13 2011-01-20 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법
CN101960658A (zh) * 2008-02-26 2011-01-26 丰田自动车株式会社 燃料电池用增强型电解质膜、燃料电池用膜-电极接合体以及具备该膜-电极接合体的固体高分子型燃料电池
KR20130106074A (ko) * 2012-03-19 2013-09-27 코오롱패션머티리얼 (주) 연료전지용 고분자 전해질막 및 이를 포함하는 연료전지
CN104871354A (zh) * 2012-12-28 2015-08-26 可隆工业株式会社 用于燃料电池的增强复合膜和包括该增强复合膜的膜电极组件
CN105580180A (zh) * 2013-09-30 2016-05-11 可隆工业株式会社 聚合物电解质膜及其制造方法以及包括该膜的膜电极组件

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2252679C (en) * 1996-04-30 2003-10-28 W. L. Gore & Associates, Inc. Integral multi-layered ion-exchange composite membranes
JP2006147425A (ja) * 2004-11-22 2006-06-08 Nissan Motor Co Ltd 固体高分子型燃料電池用電解質膜およびその製造方法並びに固体高分子型燃料電池
JP5488780B2 (ja) * 2009-01-22 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 燃料電池用複合型電解質膜
KR101491993B1 (ko) * 2012-03-19 2015-02-10 코오롱패션머티리얼(주) 연료전지용 강화복합막 및 이를 포함하는 연료전지용 막-전극 어셈블리
KR20140046213A (ko) * 2012-10-10 2014-04-18 주식회사 엘지화학 연료전지용 복합 전해질 막, 그의 제조방법 및 그를 포함하는 막 전극 접합체와 연료전지
KR20170003479A (ko) * 2015-06-30 2017-01-09 주식회사 엘지화학 고분자 강화막의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 고분자 강화막

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030059657A1 (en) * 2001-05-25 2003-03-27 Charles Stone Composite ion exchange membrane
WO2005076396A1 (ja) * 2004-02-03 2005-08-18 Toagosei Co., Ltd. 電解質膜および当該電解質膜を用いた燃料電池
CN101273487A (zh) * 2005-09-26 2008-09-24 戈尔企业控股股份有限公司 固体聚合物电解质及其制备方法
CN1949574A (zh) * 2005-10-14 2007-04-18 通用汽车环球科技运作公司 燃料电池的多层聚合电解质膜
JP2009094010A (ja) * 2007-10-11 2009-04-30 Samsung Sdi Co Ltd 燃料電池用電解質膜積層体、膜電極接合体、及び燃料電池用電解質膜積層体の製造方法
CN101960658A (zh) * 2008-02-26 2011-01-26 丰田自动车株式会社 燃料电池用增强型电解质膜、燃料电池用膜-电极接合体以及具备该膜-电极接合体的固体高分子型燃料电池
KR20110006122A (ko) * 2009-07-13 2011-01-20 코오롱인더스트리 주식회사 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법
KR20130106074A (ko) * 2012-03-19 2013-09-27 코오롱패션머티리얼 (주) 연료전지용 고분자 전해질막 및 이를 포함하는 연료전지
CN104871354A (zh) * 2012-12-28 2015-08-26 可隆工业株式会社 用于燃料电池的增强复合膜和包括该增强复合膜的膜电极组件
CN105580180A (zh) * 2013-09-30 2016-05-11 可隆工业株式会社 聚合物电解质膜及其制造方法以及包括该膜的膜电极组件

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113161614A (zh) * 2021-05-19 2021-07-23 杭州华越新材料有限公司 一种锂离子电池电解液
CN114397181A (zh) * 2021-12-03 2022-04-26 山东东岳高分子材料有限公司 一种氯碱离子膜内部增强纤维松弛度测试方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR102395113B9 (ko) 2022-12-27
EP3817114A1 (en) 2021-05-05
JP6982220B2 (ja) 2021-12-17
EP3817114A4 (en) 2022-04-06
US20210242481A1 (en) 2021-08-05
WO2020005018A1 (ko) 2020-01-02
KR20200002693A (ko) 2020-01-08
JP2021525450A (ja) 2021-09-24
KR102395113B1 (ko) 2022-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102395113B1 (ko) 고분자 전해질 막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 막 전극 어셈블리
Tanaka et al. Acid-doped polymer nanofiber framework: Three-dimensional proton conductive network for high-performance fuel cells
JP6239698B2 (ja) メンブラン
KR102246526B1 (ko) 고분자 전해질 막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 막 전극 어셈블리
US11302949B2 (en) Polymer electrolyte membrane, method for manufacturing same, and membrane electrode assembly comprising same
KR102431198B1 (ko) 고분자 전해질막, 그 제조방법, 및 그것을 포함하는 전기화학 장치
JP7323701B2 (ja) 高い分散安定性を有するアイオノマー分散液、その製造方法、及びそれを用いて製造された高分子電解質膜
US10218022B2 (en) Process for the manufacturing of a reinforced membrane-seal assembly
US10186720B2 (en) Membrane-seal assembly
US20230006232A1 (en) Method for manufacturing polymer electrolyte membrane, and electrolyte membrane manufactured by same
US20140134506A1 (en) Proton Exchange Membrane
KR20140118914A (ko) 고분자 전해질막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 막-전극 어셈블리
KR102163538B1 (ko) 이온 교환막의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 이온 교환막, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료 전지
US20240113318A1 (en) Polymer electrolyte membrane, membrane-electrode assembly comprising same, and fuel cell
US20220416284A1 (en) Polymer electrolyte membrane and membrane electrode assembly comprising same
KR20220151512A (ko) 강화복합막, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료전지
KR20230143051A (ko) 고분자 전해질막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 전기 화학 장치
KR20220043873A (ko) 고분자 전해질막, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료 전지
KR20230149144A (ko) 연료전지용 강화복합막, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지용 막-전극 어셈블리
KR20180036114A (ko) 이온 교환막의 제조 방법, 이를 이용하여 제조된 이온 교환막, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료 전지
KR20230149160A (ko) 고분자 전해질막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 연료전지용 막-전극 어셈블리
CN114868287A (zh) 聚合物电解质膜的制造方法和由此制造的电解质膜

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination