CN1744364A - 聚合物电解质膜及采用它的燃料电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种聚合物电解质膜，其包括多孔的聚合物基质和离子导电的聚合物涂膜，所述离子导电聚合物涂膜形成于多孔聚合物基质中的单个纤维的外面。该聚合物电解质膜可提供优异的机械强度，即使在高于100℃的温度下加热也不会恶化，甚至可以在非增湿的状态下提供优异的离子导电性，因而适合于燃料电池在高温下使用。如果在直接甲醇燃料电池中使用由疏水的聚合物基质材料制成的聚合物电解质膜，则可以有效地阻断甲醇穿越。

Description

聚合物电解质膜及采用它的燃料电池
                         技术领域
本发明涉及一种聚合物电解质膜及采用该聚合物电解质膜的燃料电池，更具体地，本发明涉及具有优异热性能和机械稳定性的聚合物电解质膜，以及采用该聚合物电解质膜的燃料电池。
                         背景技术
燃料电池是使燃料与氧发生电化学方法以产生电能的装置。燃料电池除了可以为工业、家用和汽车驱动提供电力之外，还可以为小型电气/电子产品，特别是便携式装置提供电力。
依据所使用的电解质的种类，燃料电池可以分为PEMFC(聚合物电解质膜燃料电池)，PAFC(磷酸燃料电池)，MCFC(熔融碳酸盐燃料电池)，及SOFC(固体氧化物燃料电池)等。燃料电池的工作温度及其部件的材料随所用电解质而变化。
根据燃料的给料方式，燃料电池可以分为通过燃料重整装置将燃料转化为富氢气体的外部重整型燃料电池，将燃料以气态或液态形式直接供给阳极的直接燃料给料型燃料电池，或者内部重整型燃料电池。
直接燃料给料型燃料电池的代表性实例是DMFC(直接甲醇燃料电池)。一般地，DMFC使用甲醇水溶液作为燃料，使用氢离子导电的聚合物电解质膜作为电解质。因而，DMFC也属于PEMFC。
虽然PEMFC体积小且重量轻，但是它可以提供高输出密度。而且，使用PEMFC，可以简单地构建发电系统。
PEMFC的基本结构通常包括阳极(燃料电极)，阴极(氧化剂电极)，及置于阳极和阴极之间的聚合物电解质膜。PEMFC的阳极装有促进燃料氧化的催化剂层；PEMFC的阴极装有促进氧化剂还原的催化剂层。
进料给PEMFC阳极的燃料通常包括氢气，含氢的气体，水蒸气和甲醇的混合蒸气，及甲醇水溶液等。进料给PEMFC阴极的氧化剂通常包括氧气，含氧的气体或者空气。
在PEMFC的阳极，燃料被氧化形成氢离子和电子。氢离子经电解质膜被传递到阴极，电子经导线(或者集电体)被传递到外电路(载荷)。在PEMFC的阴极，经电解质膜传递的氢离子，经导线(或者集电体)从外电路传递的电子，及一起氧化合生成水。在这里，电子通过阳极、外电路和阴极的运动就是电力。
在PEMFC中，聚合物电解质膜不仅用作氢离子从阳极迁移至阴极的离子导体，而且用作阻止阳极与阴极机械接触的隔板。因此，聚合物电解质膜必须具有如下特性：优异的离子导电性，电化学稳定性，牢固的机械强度，在工作温度下的热稳定性，容易制成薄膜等。
聚合物电解质膜的材料一般包括聚合物电解质例如磺酸全氟化聚合物(如Nafion：Du Pont公司的商标)，其具有由氟化亚烃基组成的主链，及末端具有磺酸基的氟化乙烯醚组成的侧链。这种聚合物电解质膜包含适量的水，因而具有优异的离子导电性。
然而，这类电解质膜在工作温度高于100℃时丧失电解质膜的功能，因为其离子导电性因水分蒸发的损失而严重地降低。因此，几乎不可能在大气压和高于100℃的温度下利用这种聚合物电解质膜操作PEMFC。所以，现有的PEMFC多数在低于100℃如约80℃的温度下工作。
为了使PEMFC的工作温度增加至100℃或者高于100℃的温度，已经提出在PEMFC上安装增湿设备，在加压的条件下操作PEMFC，或者采用不需要增湿的聚合物电解质。
当PEMFC在加压的条件下工作时，因为水的沸点提高了，所以可以提高工作温度。例如，当PEMFC的工作压力为2atm，其工作温度可以提高到120℃。然而，当加装加压系统或者增湿设备时，不仅PEMFC的尺寸和重量大大地增加，而且发电系统的总效率降低。因此，为了使PEMFC的应用范围最大化，对“非增湿性聚合物电解质膜”，即在非增湿条架下仍具有优异离子导电性的聚合物电解质膜的需求日益增加。
日本专利公布第1999-503262号公开一种非增湿的聚合物电解质膜。在该专利中，其中例举了几种用作非增湿性聚合物电解质的材料，例如聚苯并咪唑，硫酸或磷酸掺杂的聚苯并咪唑等。
                         发明内容
本发明的目的是提供一种聚合物电解质膜及其制备方法，该聚合物电解质膜具有高温稳定性和优异的机械强度，即使在非增湿状态下，也具有优异的离子导电性。
本发明还提供一种采用该聚合物电解质膜以增强电池性能的燃料电池。
根据本发明的一方面，提供一种聚合物电解质膜，其包括多孔的聚合物基质；及形成于多孔聚合物基质中的单个纤维外面的离子导电聚合物涂膜。
根据本发明的另一方面，提供一种制备聚合物电解质膜的方法，该方法包括：利用包含离子导电的可聚合化合物和交联剂的组合物，在多孔的聚合物基质上进行微粒涂布；及聚合所得到的产物，从而得到聚合物电解质膜，其包含形成于多孔聚合物基质中的单个纤维外面的离子导电聚合物涂膜。
根据本发明的又一方面，提供一种燃料电池，其包括阴极，阳极，及介于阴极和阳极之间的聚合物电解质膜。
                         附图说明
通过参考附图对其示范性实施方式进行详细说明，本发明的上述和其它特性和优点将更加显而易见，在附图中：
图1是涂布实施例1的组合物之前PTFE基质的电子扫描显微照片；
图2是根据实施例1的聚合物电解质膜的电子扫描显微照片，在该聚合物电解质膜中，包含离子导电聚合物的涂膜形成于构成PTFE基质的单个纤维的外面；
图3是图2之聚合物电解质膜被磷酸溶胀状态下的电子扫描显微照片；
图4是根据实施例1的聚合物电解质膜的离子电导率随丙烯酰氧基磺酸的数量而变化的曲线图；及
图5是根据本发明实施例1制得的燃料电池的电池性能的曲线图。
                     具体实施方式
现将通过描述其实施方案，更详细地说明本发明。
根据本发明的聚合物电解质膜有这样的结构，其中离子导电聚合物涂膜是通过接枝或交联具有优异机械强度和热性能的聚合物基质与具有各种类型的离子导电基团(特别是氢离子导电基团)的离子导电可聚合化合物，在构成聚合物基质的单个纤维(或者单根纤维)外面形成的。本文中，术语“聚合物电解质膜”是指包含其中浸渍有离子介质的聚合物电解质基质的离子导体，所述离子介质，在直接甲醇燃料电池中是指包含磺酸基的单体(Nafion)作为要涂布的单体，在磷酸燃料电池中是指磷酸本身。
本文中，术语“单个纤维”是指多孔聚合物基质中具有孔状内部的呈网状三维结构的单个纤维，换句话说，是指构成聚合物基质的单根纤维或者链。
该聚合物电解质膜特别适合作为在高温下工作的聚合物电解质膜，并且具有优异的机械稳定性和高温性能，因为它是通过在接近200℃的温度下仍具有热稳定的多孔聚合物基质上涂布离子导电聚合物而制备的。
离子导电聚合物是通过聚合包含离子导电的可聚合化合物和交联剂的组合物形成的。
离子导电的可聚合化物是指单体或低聚物，其末端具有离子导电的官能团，例如酸基(如磺酸基、磷酸基、羧酸基)，酰亚胺基，磺酰亚胺基，磺酰胺基和羟基等，且其顶端具有可聚合的键(如双键等不饱和键)，官能团(如环氧基)等。这类离子导电的可聚合化合物的重均分子量小于约10000g/摩尔，优选为100～10000g/摩尔，更优选为100～2000g/摩尔。当重均分子量超过10000g/摩尔，化合物的电导率变差。
离子导电的可聚合化合物包括有机化合物，该有机化合物含有乙烯基磺酸，苯乙烯磺酸，丙烯酸化合物(如丙烯酸，甲基丙烯酸)及其它强酸。
交联剂改善聚合物电解质膜的机械性能，其具体实例包括丙烯酸己酯，丙烯酸丁酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)，聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯(PEGMA){H2C＝C(CH3)-C(＝O)-(OCH2CH2)n-OH，其中n是1～25的整数}，聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯(PEGDMA){H2C＝C(CH3)-C(＝O)-(OCH2CH2)n-OC(＝O)-C(CH3)＝CH2，其中n是1～25的整数}，丙烯酸烯丙酯，二乙烯基苯等。基于100重量份的离子导电的可聚合化合物，交联剂的含量可以为25～300重量份。当交联剂的含量小于25重量份时，交联效果不令人满意。当交联剂的含量超过300重量份时，聚合物过度交联，以至于妨碍质子迁移，使得聚合物电解质膜的电导率可能变得更低。
包含离子导电的可聚合化合物和交联剂的组合物可以进一步包含增塑剂，以增加聚合物电解质膜的柔软性。这种增塑剂的具体实例包括聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯{CH2＝CH-C(＝O)O-(CH2CH2O)m-CH3，其中m是1～25的整数}，聚烯丙基醚{CH2＝CH-(CH2CH2O)m-CH3，其中m是1～25的整数}等。
基于100重量份的离子导电的可聚合化合物，增塑剂的含量可以为0～200重量份，当增塑剂的含量超过200重量份时，组合物的机械性能会变得更差。
构成根据本发明的聚合物电解质膜的多孔聚合物基质是由至少一种选自下列的物质制成的多孔基质：聚四氟乙烯(PTFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，聚丙烯(PP)和聚乙烯(PE)。基质的厚度为20～150μm，基质的孔隙率为30～90％。当孔隙率小于30％时，所涂布的离聚物的量可能降低，且其电导率可能变得更差。当孔隙率超过90％时，其电导率更好，然而其机械性能可能相对较差。
当使用由PTFE制成的多孔聚合物基质时，其可用于在高温下使用的聚合物电解质型燃料电池中。当使用疏水的多孔聚合物基质(如PVDF、PP等)时，其可以应用于直接甲醇燃料电池中，以降低其中的甲醇穿越(crossover)。
在根据本发明的聚合物电解质膜中，形成于单个纤维外面的离子导电聚合物涂膜的厚度可以为1～3μm。优选包含形成于单个纤维外面的离子导电聚合物的膜的两侧的涂层厚度均为1～3μm。当涂膜的厚度小于1μm时，所涂布的离聚物的量不足，这样会降低离子电导率。当涂膜的厚度超过3μm时，电解质膜可以阻塞微孔，从而降低电导率，并导致物理性能降低。
下文中将详述根据本发明的制备聚合物电解质膜的方法。
利用包含离子导电的可聚合化合物和交联剂的组合物，在多孔的聚合物基质上进行微粒涂布。对这种微粒涂布方法没有特殊的限制，其具体实例包括化学汽相沉积(CVD)和物理汽相沉积(PVD)。此外，该组合物可以仅涂布在多孔聚合物基质的一面，也可以涂布在其两面。
下面将更详细说明采用闪蒸的涂布方法。
在高温和超低压力下将单体升华，并将其迅速喷射到基质上，以将其涂布在基质的孔和表面。通过控制混合单体的数量来控制涂膜的厚度。这种涂布方法详见US 6468595，其公开内容引入本文作为参考。在本发明中，采用这种涂布方法。
在上述微粒涂布之后，对该组合物进行聚合反应，得到聚合物电解质膜，其中由离子导电的聚合物制成的涂膜形成在多孔聚合物基质中的单个纤维的外面。虽然没有限定微粒涂布方法为任何具体的方法，但是该方法包括真空沉积涂布法。
聚合反应可以通过光、热和电子束完成。至于光，可以采用紫外光等；至于热，可以采用70～350℃的温度。经过这种聚合，发生离子导电的可聚合化合物与交联剂的交联反应、枝接反应等，进而形成相应的离子导电聚合物。如上所述，该组合物还可以包含增塑剂。
通过提供阴极、阳极以及介于阴极与阳极之间的上述聚合物电解质膜，可以得到根据本发明的燃料电池。
现将参考下面的实施例，更详细地说明本发明。下面的实施例用于说明而不是对本发明的范围的限制。
实施例
实施例1
按下面表1所述的重量比，制备丙烯酰氧基磺酸(CH2＝CH-C(＝O)O-SO3H)与PEGDA的组合物，并分别在聚偏二氟乙烯(PVDF)基质，聚四氟乙烯(PTFE)基质，及Celgard基质(聚乙烯基质)上对其进行闪蒸，然后用紫外光照射10分钟进行聚合反应。于是，制得聚合物电解质膜，其中乙烯基磺酸与PEGDA的聚合物被涂布在聚偏二氟乙烯基质中的单个纤维上。
同时，使用得自E-TEK公司的EFCG-S型电极，其载荷为0.6mg/cm2，且在该电极上10wt％的铂承载在Toray碳纸TGPH900上。为在电极上浸渍磷酸，将电极用磷酸浸泡，接着在120℃和真空下储存1小时。
通过提供电极和上述的聚合物电解质膜，完成燃料电池。
                          表1
  序号   丙烯酰氧基磺酸(重量份)   PEGDA(重量份)
  1   100   0
  2   80   20
  3   50   50
  4   30   70
图1是PTFE基质在涂布实施例1的组合物之前的电子扫描显微照片(×10000放大倍数)。图2是聚合物电解质膜的电子扫描显微照片(×10000放大倍数)，在该聚合物电解质膜中，包含离子导电聚合物的涂膜，通过涂布包含重量份30份的丙烯酰氧基磺酸和重量份70份的PEGDA的组合物，形成于构成PTFE基质的单个纤维的外面。图3是图2中的聚合物电解质膜被磷酸溶胀状态的电子扫描显微照片。
比较图1和图2发现，根据实施例1的涂膜形成约1μm的厚度，以便立体地包为构成PTFE基质的单个纤维的外围。而且，如果能确认通过在多孔聚合物基质上涂布聚合物可以对每根聚合物纤维进行涂布，则微孔即使在涂布之后仍会存在。因此，聚合物涂层提供了所涂布的离聚物被溶胀以确保质子迁移途径的介质，因为即使在聚合物膜的内部而不单单是在其表面，聚合物都是三维涂布的。然而，聚合物涂层还可以提供防止阻塞气体的作用。
从图3中可以发现，溶胀的电解质膜可以有效地填充现有的微孔，因为聚合物的溶胀形成无真空状态的聚合物膜。
对于得自实施例1的聚合物电解质膜，检验离子电导率随丙烯酰氧基磺酸含量的变化，结果示于图4。在本发明中，为了测量离子电导率，将电解质膜在室温下和85％磷酸中浸渍1小时，然后进行检验。
从图4这可以发现，当使用PTFE基质时，离子电导率最好。
而且，检验根据实施例1(使用PTFE基质)制备的燃料电池的电池性能。本文中评价电池性能的条件为：氢气的流量为大约100ml/分钟，空气的流量为大约300ml/分钟，并在非增湿条件下，检验电池电势随电流密度的变化。
上述电池性能的评价结果示于图5。
参考图5，在0.2A/cm2电流密度下测量每个温度下的电压时，150℃时的电压最高，即0.4V，并且随着温度的降低而下降。这表明，随着温度升高，链段运动(其为现有的聚合物的性能)愈加活跃，同时质子更容易迁移。
根据本发明的聚合物电解质膜可以提供极好的机械强度，甚至在高于100℃的温度下也不会被热恶化，甚至在非增湿的状态下可以提供极好的离子导电性，并且从而适合于燃料电池在高温下使用。构成由疏水的材料制得的聚合物电解质膜的聚合物基质用在直接甲醇燃料电池中，可以有效地阻塞甲醇的穿越。
当参考其中示范性的实施方式特别地展示和说明了本发明时，本领域的普通技术人员可以理解可以产生形式和细节上各种变化，同时不脱离由下面权力要求书所界定的本发明的主旨和范围。

Claims (31)

1.一种聚合物电解质膜，包括多孔的聚合物基质和离子导电的聚合物涂膜，所述离子导电聚合物涂膜形成于多孔聚合物基质中的单个纤维的外面。
2.根据权利要求1的聚合物电解质膜，其中所述离子导电聚合物是离子导电的可聚合化合物与交联剂的聚合产物。
3.根据权利要求2的聚合物电解质膜，其中所述离子导电的可聚合化合物是单体或低聚物，其末端具有至少一个选自磺酸基、磷酸基、羧酸基、酰亚胺基、磺酰亚胺基、磺酰胺基和羟基的官能团，其顶端具有不饱和键，且其重均分子量小于10000g/摩尔。
4.根据权利要求2的聚合物电解质膜，其中所述离子导电的可聚合化合物是选自乙烯基磺酸、苯乙烯磺酸、丙烯酰氧基磺酸及其末端具有磺酸的乙烯基单体中的至少一种。
5.根据权利要求2的聚合物电解质膜，其中所述交联剂是选自丙烯酸己酯、丙烯酸丁酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯、聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯、丙烯酸烯丙酯和二乙烯基苯中的至少一种。
6.根据权利要求1的聚合物电解质膜，其中所述离子导电的聚合物涂膜是通过微粒涂布包含离子导电的可聚合化合物和交联剂的组合物，然后聚合所涂布的产物而得到的。
7.根据权利要求6的聚合物电解质膜，其中所述的组合物进一步包含增塑剂。
8.根据权利要求7的聚合物电解质膜，其中所述增塑剂是选自聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯和聚烯丙基醚中的至少一种。
9.根据权利要求1的聚合物电解质膜，其中所述多孔聚合物基质是由选自聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯中至少一种制成的多孔基质。
10.根据权利要求1的聚合物电解质膜，其中所述多孔聚合物基质的厚度为10～150μm，孔隙率为30～90％。
11.根据权利要求1的聚合物电解质膜，其中形成于单个纤维外面的包含离子导电聚合物的涂膜的厚度为1～3μm。
12.一种制备聚合物电解质膜的方法，其包括：
利用包含离子导电的可聚合化合物和交联剂的组合物，以微粒涂层的形式，在多孔聚合物基质上进行真空沉积涂布；及
聚合所得到的产物，得到包含离子导电聚合物涂膜的聚合物电解质，所述离子导电聚合物涂膜形成于多孔聚合物基质中的单个纤维的外面。
13.根据权利要求12的制备聚合物电解质膜的方法，其中所述微粒涂布是采用闪蒸法进行的。
14.根据权利要求12的制备聚合物电解质膜的方法，其中基于100重量份离子导电的可聚合化合物，所述组合物进一步包含0～200重量份的增塑剂。
15.根据权利要求14的制备聚合物电解质膜的方法，其中所述增塑剂为选自聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯和聚烯丙基醚中的至少一种。
16.根据权利要求12的制备聚合物电解质膜的方法，其中所述聚合反应是通过施加光辐射、施加电子束或施加热量进行的。
17.根据权利要求12的制备聚合物电解质膜的方法，其中所述离子导电的可聚合化合物是单体或低聚物，其末端具有至少一种选自磺酸基、磷酸基、羧酸基、酰亚胺基，磺酰亚胺基，磺酰胺基和羟基的官能团，在其顶端有不饱和键，且其重均分子量小于10000g/摩尔。
18.根据权利要求12的制备聚合物电解质膜的方法，其中所述离子导电的可聚合化合物为选自乙烯基磺酸，苯乙烯磺酸，丙烯酰氧基磺酸，及其末端具有磺酸的乙烯基单体中的至少一种。
19.根据权利要求12的制备聚合物电解质膜的方法，其中所述交联剂为选自丙烯酸己酯，丙烯酸丁酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯，聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯，丙烯酸烯丙酯，及二乙烯基苯中的至少一种。
20.根据权利要求12的制备聚合物电解质膜的方法，其中基于100重量份的包含酸基的可聚合化合物，所述增塑剂的含量为25～300份。
21.一种燃料电池，包括：
阴极；
阳极；及
置于阴极与阳极之间的聚合物电解质膜，该聚合物电解液膜包括多孔的聚合物基质，及形成于所述多孔聚合物基质中单个纤维外面的离子导电聚合物的涂膜。
22.根据权利要求21的燃料电池，其中所述离子导电聚合物是离子导电的可聚合化合物与交联剂的聚合产物。
23.根据权利要求21的燃料电池，其中所述离子导电的可聚合化合物是单体或低聚物，其末端具有至少一种选自磺酸基，磷酸基，羧基，酰亚胺基，磺酰亚胺基，磺酰胺基，及羟基的官能团，其顶端有不饱和键，且其重均分子量小于10000g/摩尔。
24.根据权利要求21的燃料电池，其中所述离子导电的可聚合化合物为选自乙烯基磺酸，苯乙烯磺酸，丙烯酰氧基磺酸，及其末端具有磺酸的乙烯基单体中的至少一种。
25.根据权利要求22的燃料电池，其中所述交联剂为选自丙烯酸己酯，丙烯酸丁酯，三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，聚(乙二醇)甲基丙烯酸酯，聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯，丙烯酸烯丙酯，及二乙烯基苯中的至少一种。
26.根据权利要求21的燃料电池，其中所述离子导电的聚合物涂膜是通过微粒涂布包含离子导电的可聚合化合物和交联剂的组合物，然后聚合所涂布的产物得到的。
27.根据权利要求26的燃料电池，其中所述组合物还包含增塑剂。
28.根据权利要求27的燃料电池，其中所述增塑剂为选自聚(乙二醇)甲基醚丙烯酸酯和聚烯丙基醚中的至少一种。
29.根据权利要求21的燃料电池，其中所述多孔聚合物基质是由选自聚四氟乙烯，聚偏二氟乙烯，聚丙烯和聚乙烯中的至少一种制成的多孔基质。
30.根据权利要求21的燃料电池，其中所述多孔聚合物基质的厚度为10～150μm，孔隙率为30～90％。
31.根据权利要求21的燃料电池，其中所述包含形成于单个纤维外面的离子导电聚合物的涂膜的厚度为1～3μm。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102138243B (zh) * 2008-07-09 2013-11-27 迈克纳斯公司 生产能够传导质子的结构化的电解质膜的方法
CN103922317A (zh) * 2014-05-07 2014-07-16 南京工业大学 一种氮掺杂多孔碳材料、制备方法及其应用
CN107129592A (zh) * 2017-05-22 2017-09-05 东北林业大学 一种纤维素聚合物电解质膜及其制备方法和应用
CN113164882A (zh) * 2018-12-12 2021-07-23 科德宝两合公司 一种用于选择性物质传送的膜
CN113924673A (zh) * 2019-07-08 2022-01-11 可隆工业株式会社 聚合物电解质膜、其制造方法和包括所述聚合物电解质膜的电化学装置

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100624470B1 (ko) * 2005-06-14 2006-09-15 삼성에스디아이 주식회사 연료전지용 고분자 전해질막 및 그의 제조방법
KR100718108B1 (ko) * 2005-10-07 2007-05-14 삼성에스디아이 주식회사 고분자 전해질막, 그 제조방법 및 이를 이용한 연료전지
KR100709220B1 (ko) * 2005-11-30 2007-04-18 삼성에스디아이 주식회사 연료 전지용 고분자 전해질 막, 이의 제조방법 및 이를포함하는 연료 전지 시스템
JP5286646B2 (ja) * 2006-04-19 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 スルホン基含有モノマーの重合方法
WO2008051230A1 (en) * 2006-10-27 2008-05-02 Utc Power Corporation Liquid electrolyte fuel cell having an anode substrate layer thicker than the cathode substrate layer
JP2011181185A (ja) * 2008-05-28 2011-09-15 Toyota Motor Corp 電解質膜
US9182406B2 (en) 2008-08-04 2015-11-10 Biodesy, Inc. Nonlinear optical detection of molecules comprising an unnatural amino acid possessing a hyperpolarizability
US20110124025A1 (en) * 2009-11-20 2011-05-26 College Of Nanoscale Science And Engineering Cell Collecting Devices and Methods for Collecting Cells
CN103403936B (zh) 2011-03-11 2016-08-17 奥迪股份公司 具有高当量重量离子交联聚合物的单元化电极组件
WO2012129347A1 (en) 2011-03-21 2012-09-27 Biodesy, Llc Classification of kinase inhibitors using nonlinear optical techniques
WO2016106286A1 (en) 2014-12-23 2016-06-30 Biodesy, Inc. Attachment of proteins to interfaces for use in nonlinear optical detection
JP6822101B2 (ja) * 2016-11-29 2021-01-27 セイコーエプソン株式会社 高分子電解質、電池、および電子機器
JP6885780B2 (ja) * 2017-05-10 2021-06-16 トヨタ自動車株式会社 固体高分子電解質膜
JP2022535868A (ja) 2019-06-04 2022-08-10 メンブリオン・インコーポレイテッド セラミック陽イオン交換材料
JP2022535132A (ja) * 2019-06-04 2022-08-04 メンブリオン・インコーポレイテッド セラミック陰イオン交換材料
KR20210084283A (ko) * 2019-12-27 2021-07-07 코오롱인더스트리 주식회사 고분자 전해질막, 그 제조방법, 및 그것을 포함하는 전기화학 장치
WO2024101800A1 (ko) * 2022-11-08 2024-05-16 코오롱인더스트리 주식회사 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5096561A (en) * 1990-07-02 1992-03-17 Masud Akhtar Thin film ionic conductors, methods and devices
US5451476A (en) * 1992-11-23 1995-09-19 The Trustees Of The University Of Pennsylvania Cathode for a solid-state battery
US5834523A (en) * 1993-09-21 1998-11-10 Ballard Power Systems, Inc. Substituted α,β,β-trifluorostyrene-based composite membranes
CN1038562C (zh) 1994-06-20 1998-06-03 中国科学院化学研究所 聚丙烯微孔膜为基膜的离子交换膜及其制法
US6258276B1 (en) * 1996-10-18 2001-07-10 Mcmaster University Microporous membranes and uses thereof
US6444343B1 (en) * 1996-11-18 2002-09-03 University Of Southern California Polymer electrolyte membranes for use in fuel cells
US6248469B1 (en) 1997-08-29 2001-06-19 Foster-Miller, Inc. Composite solid polymer electrolyte membranes
US6030718A (en) * 1997-11-20 2000-02-29 Avista Corporation Proton exchange membrane fuel cell power system
US6503564B1 (en) * 1999-02-26 2003-01-07 3M Innovative Properties Company Method of coating microstructured substrates with polymeric layer(s), allowing preservation of surface feature profile
AU2831000A (en) * 1999-03-08 2000-09-28 Center For Advanced Science And Technology Incubation, Ltd. Electrolytic membrane for fuel cell and its manufacturing method, and fuel cell and its manufacturing method
KR100298802B1 (ko) * 1999-06-28 2001-09-22 김순택 고체 고분자 전해질용 가교제 및 이를 이용하여 제조된 가교형 고체 고분자 전해질
KR20020020877A (ko) 2000-02-16 2002-03-16 아키히코 다니오카 고분자 전해질, 고분자 전해질 막 및 연료 전지
JP4042285B2 (ja) 2000-02-23 2008-02-06 トヨタ自動車株式会社 固体高分子電解質膜およびその製造方法
JP4899238B2 (ja) 2000-06-21 2012-03-21 株式会社豊田中央研究所 複合化架橋電解質
JP4621344B2 (ja) 2000-09-06 2011-01-26 日東電工株式会社 プロトン伝導性膜又はフィルムとそれらを用いてなる燃料電池
EP1349602B1 (en) * 2000-12-12 2013-10-30 ResMed Limited Headgear
US20020127474A1 (en) * 2001-01-09 2002-09-12 E.C.R.-Electro-Chemical Research Ltd. Proton-selective conducting membranes
US6468595B1 (en) * 2001-02-13 2002-10-22 Sigma Technologies International, Inc. Vaccum deposition of cationic polymer systems
ITMI20010383A1 (it) * 2001-02-26 2002-08-26 Ausimont Spa Membrane idrofiliche porose
KR100437267B1 (ko) * 2001-10-17 2004-06-23 학교법인 서강대학교 연료전지용 고분자 전해질 막 및 이의 제조방법
KR100453680B1 (ko) 2001-11-10 2004-10-20 한국과학기술연구원 가교된 이온 교환 막 및 그 제조방법
JP2004014232A (ja) 2002-06-05 2004-01-15 Uni-Chemical Co Ltd リン酸基及び／又はスルホン酸基を含有する固体高分子電解質（複合）膜並びにそれを用いた燃料電池
JP2004055165A (ja) 2002-07-16 2004-02-19 Akihiko Tanioka スチレン系高分子電解質及びその製造方法
JP2004063430A (ja) 2002-07-31 2004-02-26 Hitachi Cable Ltd 燃料電池用固体高分子電解質膜
JP3928611B2 (ja) 2002-10-08 2007-06-13 東洋紡績株式会社 ポリアリーレンエーテル系化合物、それを含有する組成物、およびそれらの製造方法
JP4284463B2 (ja) 2002-10-25 2009-06-24 東亞合成株式会社 電解質膜および当該電解質膜を用いた燃料電池
JP2004253336A (ja) 2003-02-21 2004-09-09 Toagosei Co Ltd 電解質膜および当該電解質膜を用いた燃料電池
JP2004335244A (ja) * 2003-05-07 2004-11-25 Nec Tokin Corp 電解質膜電極接合体とその製造方法ならびに固体高分子型燃料電池
KR100508639B1 (ko) 2003-06-04 2005-08-17 주식회사 협진아이엔씨 비수계 고분자 전해질막 및 이를 이용한 연료전지
KR20070086373A (ko) * 2004-12-03 2007-08-27 니토 덴코 가부시키가이샤 전해질막의 제조 방법, 전해질막 및 그의 전해질막을이용한 고체 고분자형 연료 전지
CN101656318A (zh) 2004-12-03 2010-02-24 日东电工株式会社 电解质膜的制造方法、电解质膜以及使用该电解质膜的固体高分子型燃料电池

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102138243B (zh) * 2008-07-09 2013-11-27 迈克纳斯公司 生产能够传导质子的结构化的电解质膜的方法
CN103922317A (zh) * 2014-05-07 2014-07-16 南京工业大学 一种氮掺杂多孔碳材料、制备方法及其应用
CN107129592A (zh) * 2017-05-22 2017-09-05 东北林业大学 一种纤维素聚合物电解质膜及其制备方法和应用
CN107129592B (zh) * 2017-05-22 2019-05-21 东北林业大学 一种纤维素聚合物电解质膜及其制备方法和应用
CN113164882A (zh) * 2018-12-12 2021-07-23 科德宝两合公司 一种用于选择性物质传送的膜
CN113164882B (zh) * 2018-12-12 2023-12-22 科德宝两合公司 一种用于选择性物质传送的膜
CN113924673A (zh) * 2019-07-08 2022-01-11 可隆工业株式会社 聚合物电解质膜、其制造方法和包括所述聚合物电解质膜的电化学装置
US11817608B2 (en) 2019-07-08 2023-11-14 Kolon Industries, Inc. Polymer electrolyte membrane, manufacturing method therefor, and electrochemical device comprising same
CN113924673B (zh) * 2019-07-08 2024-05-24 可隆工业株式会社 聚合物电解质膜、其制造方法和包括所述聚合物电解质膜的电化学装置

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Publication number Publication date
JP2006073530A (ja) 2006-03-16
JP4769518B2 (ja) 2011-09-07
CN100409475C (zh) 2008-08-06
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US20060046134A1 (en) 2006-03-02
DE602005009622D1 (de) 2008-10-23
EP1630890A1 (en) 2006-03-01
KR100647287B1 (ko) 2006-11-23
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