DE102006054737A1 - Use of an ionic liquid based on fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic-acid, or di- or triacid derivatives as an electrolyte to prepare fuel cell membrane or its electrode assemblies - Google Patents

Use of an ionic liquid based on fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic-acid, or di- or triacid derivatives as an electrolyte to prepare fuel cell membrane or its electrode assemblies Download PDF

Info

Publication number
DE102006054737A1
DE102006054737A1 DE102006054737A DE102006054737A DE102006054737A1 DE 102006054737 A1 DE102006054737 A1 DE 102006054737A1 DE 102006054737 A DE102006054737 A DE 102006054737A DE 102006054737 A DE102006054737 A DE 102006054737A DE 102006054737 A1 DE102006054737 A1 DE 102006054737A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
acid
compounds
combination
use according
formula
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.)
Withdrawn
Application number
DE102006054737A
Other languages
German (de)
Inventor
Gerold Dr. Hübner
Andreas Huth
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.)
Audi AG
Original Assignee
Volkswagen AG
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 Volkswagen AG filed Critical Volkswagen AG
Priority to DE102006054737A priority Critical patent/DE102006054737A1/en
Publication of DE102006054737A1 publication Critical patent/DE102006054737A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/02Details
    • H01M8/0289Means for holding the electrolyte
    • H01M8/0293Matrices for immobilising electrolyte solutions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8647Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
    • H01M4/8652Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites as mixture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8663Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/8668Binders
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8803Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/881Electrolytic membranes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8825Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8828Coating with slurry or ink
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/102Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/103Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having nitrogen, e.g. sulfonated polybenzimidazoles [S-PBI], polybenzimidazoles with phosphoric acid, sulfonated polyamides [S-PA] or sulfonated polyphosphazenes [S-PPh]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1016Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
    • H01M8/1018Polymeric electrolyte materials
    • H01M8/1041Polymer electrolyte composites, mixtures or blends
    • H01M8/1046Mixtures of at least one polymer and at least one additive
    • H01M8/1048Ion-conducting additives, e.g. ion-conducting particles, heteropolyacids, metal phosphate or polybenzimidazole with phosphoric acid
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00Electrolytes
    • H01M2300/0017Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025Organic electrolyte
    • H01M2300/0045Room temperature molten salts comprising at least one organic ion
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

Abstract

Use of an ionic liquid on the basis of fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic- acid, or on the basis of derivatives of di- or triacid as an electrolyte for preparing fuel cell membrane or fuel cell membrane electrode assemblies, is claimed. An independent claim is included for the ionic liquid comprising a first composition comprising 1,1-dimethylpyrrolidinium bis(perfluoroalkyl)phosphinate with bis(perfluoroalkyl)phosphinic acid and 1,1-dimethylpyrrolidinium perfluoroalkylphosphonate with perfluoroalkylphosphonic acid in a weight ratio of 1:1; a second composition comprising 1,1-dimethylpyrrolidinium-perfluoroalkylfluorophosphate (VI) and triethyleneglycoldimethylether-perfluoroalkylfluorophosphoric acid complex (VII) in a weight ratio of 1:1, where the second composition optionally combines with phosphoric acid; a third composition comprising (VII) and polyethyleneglycol-200-trisperfluoroalkylfluorophosphoric acid complex (VIII), in a weight ratio of 1:1; guanidinium-perfluoroalkylfluorophosphate of formula ([(R2N)3C]+>[(CnF2n+1)6-zPFz]) (IX); protonated polyethyleneimine (a proton per unit) of formula ((-NDiethyletherDiethylethern per Unit) of formula ((-NH-CH(R1a)-CH(R1a)-N(CH(R1a)-CH(R)-CR2>)-CH(R1a)-CH(R1a)-)x.2xH+>[(CnF2n+1)6-zPFz->]) (XI) in combination with (I)-(V), phosphoric acid and its derivative; protonated polyethyleneglycol of formula (-(O-CH(R1a)-CH(R1a)-)5x.xH+>[(CnF2n+1)6-zPFz]->) (XII) in combination with compounds from perfluoroalkylphosphoric acid hydrate of formula (H+>[(CnF2n+1)6-zPFz]yH2O) (I), perfluoroalkylphosphoric acid in diethylether of formula (H+>[(CnF2n+1)6-zPFz].y(C2H5)2O) (II), bis(perfluoroalkyl)phosphinic acid of formula (CnF2n+1)2P(O)(OH) (III), perfluoroalkylphosphonic acid ((CnF2n+1)P(O)(OH)2) (IV) and fluorinated or partially fluorinated alkylsulfonic acid of formula ((CnF2n+1-tHt)SO3H) (V), where the compounds (I)-(V) is present in mixture or composition form, or contains further liquid electrolytes, phosphoric acid and its derivatives; alkylated poly(melamine-co-formaldehyde) of formula (XIII) in combination with (I)-(V), phosphoric acid and its derivative, preferably as di-[perfluoroalkylfluorophosphate]; and poly[N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-alpha ,omega -diamine-CO-2,4-dichloro-6-morpholino-1,3,5-triazine] of formula (XIV) in combination with (I)-(V) phosphoric acid and its derivatives, preferably as pentaperfluoroalkylfluorophosphate. n : 1-8; z : 2-5; R : H or 1-8C-alkyl; R1a : H or 1-4C-alkyl; and m : 0-10. In formula (I):y = +- 3. In formula (II):y = +- 2. In formula (V): t : 0-4, when n is 1 t is 0-2. [Image] [Image].

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten umfassend fluorierte oder teilfluorierte Alkylphosphor-/-phosphin- oder -phosphonsäuren, fluorierte oder teilfluorierte Alkylsulfonsäuren und/oder deren Derivate als Elektrolyte zur Herstellung von Feuchte unabhängigen Brennstoffzellmembranen und Brennstoffzellmembran-Elektroden-Einheiten (MEA) mit erweitertem Betriebstemperaturbereich. Vorzugsweise werden ionische Flüssigkeiten verwendet, die mindestens eine Perfluoralkylgruppe umfassen.The Invention relates to the use of ionic liquids comprising fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus / phosphine or phosphonic acids, fluorinated or partially fluorinated alkylsulfonic acids and / or their derivatives as electrolytes for the production of moisture independent fuel cell membranes and Fuel Cell Membrane Electrode Units (MEA) with Advanced Operating temperature range. Preferably, ionic liquids used which comprise at least one perfluoroalkyl group.

Während des Betriebes einer Polymer-Elektrolyt-Membran- (PEM) Brennstoffzelle wird ein Sauerstoff enthaltendes Gas der Kathode und ein wasserstoffhaltiges Gas der Anode zugeführt. An der Anode findet die elektrochemische Oxidation des Wasserstoffs statt, an der Kathode die Wasserstoffbildung. Durch die direkte Umsetzung von chemischer in elektrische Energie unter Umgehung der Carnot-Limitierung kann in Brennstoffzellen ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden.During the Operation of a Polymer Electrolyte Membrane (PEM) Fuel Cell becomes an oxygen-containing gas of the cathode and a hydrogen-containing Gas supplied to the anode. At the anode, the electrochemical oxidation of hydrogen takes place instead, hydrogen formation at the cathode. Through the direct implementation from chemical to electrical energy bypassing the Carnot limitation can be achieved in fuel cells high efficiency.

Die zur Zeit am weitesten entwickelte PEM-Brennstoffzellentechnologie basiert auf Nafion®-Membranen als Elektrolyt. Die elektrolytische Leitung findet dabei über hydratisierte Protonen statt, wodurch die Protonenleitfähigkeit der Membran an das Vorhandensein von Wasser gekoppelt ist. Dies limitiert die Betriebstemperatur bei Normaldruck auf unter 100°C. Bei Temperaturen, die höher als 80–95 °C sind, verschlechtert sich die Leistung aufgrund des zunehmenden Wasserverlustes deutlich. Zur Aufrechterhaltung der Leitfähigkeit der Membran oberhalb von 100 °C sind aufgrund der Temperaturabhängigkeit des Dampfdrucks von Wasser sehr große Wassermengen zur Befeuchtung der Membran nötig. In Systemen mit einem Druck größer als Normaldruck, kann die Temperatur zu Lasten der Effizienz, Größe und des Gewichtes des Gesamtsystems erhöht werden. Für einen Betrieb deutlich über 100 °C würde der benötigte Druck jedoch drastisch ansteigen.Developed at the time most PEM fuel cell technology is based on Nafion ® membranes as the electrolyte. The electrolytic conduction takes place via hydrated protons, whereby the proton conductivity of the membrane is coupled to the presence of water. This limits the operating temperature at normal pressure below 100 ° C. At temperatures higher than 80-95 ° C, performance deteriorates significantly due to increasing water loss. To maintain the conductivity of the membrane above 100 ° C due to the temperature dependence of the vapor pressure of water very large amounts of water to moisten the membrane necessary. In systems with a pressure greater than normal pressure, the temperature can be increased at the expense of the efficiency, size and weight of the overall system. However, for operation well above 100 ° C, the required pressure would increase dramatically.

Betriebstemperaturen größer 100 °C sind jedoch aus den verschiedensten Gründen erstrebenswert: Die Elektrokinetik, wie auch die katalytische Aktivität für beide Elektroden wird mit zunehmender Temperatur gesteigert. Außerdem ist die Toleranz gegenüber Verunreinigungen der eingesetzten Betriebsgase, wie zum Beispiel Kohlenmonoxid (CO) höher. Für den Einsatz einer Brennstoffzelle in einem Fahrzeug ist aufgrund des geringeren Wärmeaustrages durch das Abgas eine möglichst große Temperaturdifferenz zur Umgebungstemperatur für die Abführung der Abwärme vorteilhaft.operating temperatures greater than 100 ° C, however for a variety of reasons desirable: the electrokinetics, as well as the catalytic activity for both Electrodes increase with increasing temperature. Besides that is the tolerance Impurities of the operating gases used, such as Carbon monoxide (CO) higher. For the Use of a fuel cell in a vehicle is due to the lower heat output through the exhaust one as possible size Temperature difference to the ambient temperature for the removal of waste heat advantageous.

Da allerdings mit zunehmender Betriebstemperatur die Ansprüche an die thermische Stabilität aller Bauteile des Brennstoffzellenstapels sowie der Systemkomponenten dramatisch zunimmt, wird für den Fahrzeugeinsatz eine Dauerbetriebstemperatur von 120 bis 130 °C als ideal angesehen. Entscheidend ist, dass eine für den Fahrzeugantrieb vorgesehene Elektrolytmembran eine nur geringe Abhängigkeit der Leitfähigkeit von der Temperatur aufweist, so dass auch bei einer Starttemperatur im Bereich der Raumtemperatur und darunter eine ausreichende Leistung der MEA sichergestellt ist, um das System aufgrund der entstehenden thermischen Abwärme zur Dauerbetriebstemperatur anzuheben.There However, with increasing operating temperature the demands on the thermal stability all components of the fuel cell stack and the system components dramatically increases, is for the vehicle use a continuous operating temperature of 120 to 130 ° C as ideal considered. The decisive factor is that one intended for the vehicle drive Electrolyte membrane only a small dependence of the conductivity of the temperature has, so that even at a starting temperature in the room temperature and below sufficient power the MEA is ensured to the system due to the arising thermal waste heat to the continuous operating temperature.

Ein viel versprechender Ansatz, eine ohne, beziehungsweise mit sehr geringer zusätzlicher Befeuchtung bei Betriebstemperaturen von 120 bis 180 °C arbeitende Brennstoffzelle zu verwirklichen, ist unter anderem in den Patenten WO 96/13872 A1 , US 5525436 A , US 5716727 A , US 6025085 A , US 5599639 A , WO 99/04445 A1 , EP 983134 B1 , WO 01/18894 A , EP 0 954544 B1 und WO 01/18894 A2 beschrieben. Die Leitfähigkeit der hier. eingesetzten Brennstoffzellenmembran basiert auf flüssigen, durch elektrostatische Komplexbindung an das Polymergerüst gebundenen Mineralsäuren (meist Phosphorsäure), die auch bei vollständiger Trockenheit der Membran (oberhalb des Siedepunktes von Wasser) ohne zusätzliche Befeuchtung der Betriebsgase die Protonenleitfähigkeit (LF) übernimmt. Nachteilig wirkt sich bei diesem System die um den Faktor 20 geringere LF im Bereich der Raumtemperatur gegenüber der Dauerbetriebstemperatur (160 °C) aus. Außerdem neigt der flüssige nur elektrostatisch an das Polymer gebundene Elektrolyt zum Austrag durch das bei tieferen Temperaturen, etwa während des Starts der Zelle flüssig anfallende Produktwasser.A promising approach, one without or with very little additional humidification operating at operating temperatures of 120 to 180 ° C working fuel cell is, inter alia, in the patents WO 96/13872 A1 . US 5525436 A . US 5716727 A . US 6025085 A . US 5599639 A . WO 99/04445 A1 . EP 983134 B1 . WO 01/18894 A . EP 0 954544 B1 and WO 01/18894 A2 described. The conductivity of here. used fuel cell membrane is based on liquid bound by electrostatic complex binding to the polymer backbone mineral acids (usually phosphoric acid), which takes over the proton conductivity (LF) even with complete dryness of the membrane (above the boiling point of water) without additional humidification of the operating gases. A disadvantage of this system is the fact that the LF, which is lower by a factor of 20, is lower in the room temperature range than the continuous operating temperature (160 ° C.). In addition, the liquid only electrostatically bound to the polymer electrolyte tends to discharge through the at lower temperatures, such as liquid during the start of the cell product water.

Andere Ansätze gehen von herkömmlichen Niedertemperatur(NT)-Membranen auf Basis von Nafion® oder sPEEK aus, in die bei der Membransynthese z.B. durch Sol-Gelprozesse hergestellte zusätzliche anorganische Phasen (SiO2, B2O3, ZrP, ZrPPh) eingebracht werden. Diese fungieren einerseits als Wasserspeicher, oder aber, insbesondere bei höheren Temperaturen, als zusätzlicher Protonenleiter. Entsprechende Ansätze werden weltweit verfolgt (siehe EP 92675461 , WO 03/081691 A2 , WO 02/05370 A1 ). Als problematisch erweist sich bei diesem Membrantyp insbesondere die Langzeitstabilität im Bereich der hohen Betriebstemperaturen und geringen Feuchtegehalten der Betriebsgase. Auch bleibt die erstrebte Leistung bei Betriebstemperaturen oberhalb von 100 °C und geringen Feuchten noch weit hinter den Erwartungen zurück.Other approaches are based on conventional low-temperature (NT) membranes based on Nafion ® or sPEEK, in which in the membrane synthesis, for example, by sol-gel processes produced additional inorganic phases (SiO 2 , B 2 O 3 , ZrP, ZrPPh) are introduced. These act on the one hand as a water reservoir, or, especially at higher temperatures, as an additional proton conductor. Corresponding approaches are being pursued worldwide (see EP 92675461 . WO 03/081691 A2 . WO 02/05370 A1 ). In particular, the long-term stability in the range of high operating temperatures and low moisture contents of the operating gases proves to be problematic in this type of membrane. Also, the desired performance at operating temperatures above 100 ° C and low humidities still far below expectations.

Theoretische Überlegungen führten dazu, dass flüssige Imidazole als vielversprechende Protonenüberträger ( US 6264857 A , DE 19632285 A1 , Electrochimica Acta 43 (1998), S. 1281) in den Fokus genommen wurden. Durch kovalente Anbindung von Imidazolen an verschiedene Polymere konnten mittlerweile recht vielversprechende Modellverbindungen für neuartige Protonenleiter realisiert werden (Pu; Macromolecular Chemistry & Physics 202 (2001) S. 1478, Herz; Electrochimica Acta 2002). Allerdings liegt die bisher beobachtete Protonenleitung noch Größenordnungen unter der der herkömmlichen Nafion-Elektrolyte, darüber hinaus weisen die Verbindungen eine deutliche Temperaturabhängigkeit auf. Es konnten weiterhin noch keine unter den besonderen Bedingungen einer Brennstoffzelle stabilen Trägerpolymere identifiziert werden.Theoretical considerations led to liquid imidazoles as promising proton transfer agents ( US 6264857 A . DE 19632285 A1 , Electrochimica Acta 43 (1998), p. 1281). By covalent attachment of imidazoles to various polymers quite promising model compounds for novel proton conductors have been realized (Pu, Macromolecular Chemistry & Physics 202 (2001) p 1478, Herz, Electrochimica Acta 2002). However, the previously observed proton conduction is still orders of magnitude below that of the conventional Nafion electrolytes, moreover, the compounds have a clear temperature dependence. Furthermore, no carrier polymers stable under the particular conditions of a fuel cell could be identified.

Ein anderer Ansatz zur Realisierung von Hochtemperaturmembranen basiert auf mit organischen Substituenten (Sulfonsäure/Sulfonamid/Imidazol funktionalisierten Alkoxysilanen (zum Beispiel DE 10163518 A1 , EP 1323767 A2 ). Die hier beobachteten Leitfähigkeiten liegen in den höheren Temperaturbereichen zumindest bei Befeuchtung in der Größenordnung von Nafion, bei tieferen Temperaturen bricht die Leitfähigkeit allerdings deutlich zusammen.Another approach to the realization of high temperature membranes is based on alkoxysilanes functionalized with organic substituents (sulfonic acid / sulfonamide / imidazole) (for example DE 10163518 A1 . EP 1323767 A2 ). The conductivities observed here are in the order of magnitude of Nafion in the higher temperature ranges at least when moistened, but at lower temperatures the conductivity breaks down significantly.

In der letzten Zeit werden zunehmend so genannte Ionic Liquids (ionische Flüssigkeiten), das heißt zwischen Raumtemperatur und etwa 100°C bereits flüssige Salze als viel versprechende Kandidaten zur Realisierung neuartiger wasserfreier Protonenleiter erwähnt ( WO 01/93362 A1 , US 6667128 B2 ). Bei diesen Verbindungen handelt es sich um so genannte Designer-Solvents, das heißt ihre chemisch physikalischen Eigenschaften (Löslichkeit/Leitfähigkeit/Siede-/Schmelztemperatur, Dampfdruck) lassen sich in einem weiten Feld für die gewünschte Anwendung maßschneidern. Die Verbindungen bestehen in der Regel aus organischen Kationen auf Basis stickstoffhaltiger Heterozyklen (Imidazol, Pyridin) in Kombination mit anorganischen Anionen (AlCl4 , BF, N(SO2CF3)2 , PF3 ). Je nach verwendeten Bestandteilen werden in diesen Systemen unter wasserfreien Bedingungen bisher Protonenleitfähigkeiten bis zu 0,016 S/cm über einen weiten Temperaturbereich hinweg beobachtet ( WO 03/083981 A1 ).In recent years, so-called ionic liquids (ionic liquids), ie between room temperature and about 100 ° C already liquid salts are mentioned as promising candidates for the realization of novel anhydrous proton conductors ( WO 01/93362 A1 . US 6667128 B2 ). These compounds are so-called designer solvents, ie their chemically physical properties (solubility / conductivity / boiling / melting temperature, vapor pressure) can be tailored in a wide field for the desired application. The compounds usually consist of organic cations based on nitrogen-containing heterocycles (imidazole, pyridine) in combination with inorganic anions (AlCl 4 - , BF - , N (SO 2 CF 3 ) 2 - , PF 3 - ). Depending on the constituents used, proton conductivities up to 0.016 S / cm have been observed over a wide temperature range in these systems under anhydrous conditions ( WO 03/083981 A1 ).

Die Aufgabe einer protonenaustauschenden Membran für Brennstoffzellen besteht neben der eigentlichen Protonenleitung und der elektrischen Isolation der beiden Halbzellen in der räumlichen Trennung der Reaktionsgase Wasserstoff und Sauerstoff. Um dies zu ermöglichen, müssen ionische Flüssigkeiten entweder in ein geeignetes poröses Trägergerüst eingebettet werden ( WO 03/063266 A2 ) oder idealerweise durch Polymerisation untereinander, etwa durch Polykondensationsreaktionen stickstoffhaltiger Heterozyklen ein selbsttragendes Netz ausbilden können (siehe unter anderem M. Watanabe, K.-I. Ota, ECS Meeting Honolulu 2005). Bei den geträgerten Varianten gibt es Ansätze, die ionischen Flüssigkeiten etwa in poröse Matrizen einzubinden, welche die mechanische Stabilität gewährleisten, Protonenleitung aber über mit ionischer Flüssigkeit gefüllte Kanäle ermöglichen. Bei den porösen Trägern handelt es sich entweder um Polymere (PTFE, PET, zum Beispiel: WO 01/093362 A1 , WO 03/063266 A2 , US 6299653 A , EP 309259 B1 ) oder um oxidische, bevorzugt nanopartikuläre Systeme (Al2O3/SiO2, zum Beispiel: WO 02/047802 A1 ). Als Alternative bietet sich die Imprägnierung herkömmlicher Protonenaustauschermembranen auf Basis sulfonierter Polymere an; zum Beispiel wird beim Imprägnieren von Nafion mit 1-Butyl-3-methyl-imidazolium-trifluormethansulfonat eine Leitfähigkeit von 0,11 S/cm bei 180 °C und vollständiger Trockenheit beobachtet (siehe unter anderem M. Doyle, Journal of The Electrochemical Society, 147(1) 34–37 (2000)), andere Ansätze gehen ebenfalls von Nafion oder BPSH aus, die mit 1-Ethyl-3-methyl-imidazol-bis(penta/trifluoroethylsulfonyl)imid imprägniert werden (unter anderem E. McGrath, ECS Meeting Honolulu 2005).The task of a proton-exchanging membrane for fuel cells is in addition to the actual proton conduction and the electrical isolation of the two half-cells in the spatial separation of the reaction gases hydrogen and oxygen. In order to make this possible, ionic liquids must either be embedded in a suitable porous support framework ( WO 03/063266 A2 ) or ideally by polymerization with one another, for example by polycondensation reactions of nitrogen-containing heterocycles can form a self-supporting network (see, inter alia, M. Watanabe, K.-I. Ota, ECS Meeting Honolulu 2005). In the supported variants, there are approaches to incorporate the ionic liquids in about porous matrices, which ensure the mechanical stability, but allow proton conduction over channels filled with ionic liquid. The porous supports are either polymers (PTFE, PET, for example: WO 01/093362 A1 . WO 03/063266 A2 . US 6299653 A . EP 309259 B1 ) or oxidic, preferably nanoparticulate, systems (Al 2 O 3 / SiO 2 , for example: WO 02/047802 A1 ). As an alternative, the impregnation of conventional proton exchange membranes based on sulfonated polymers offers; For example, when Nafion is impregnated with 1-butyl-3-methyl-imidazolium trifluoromethanesulfonate, a conductivity of 0.11 S / cm at 180 ° C and complete dryness is observed (see, inter alia, M. Doyle, Journal of The Electrochemical Society, 147 (1) 34-37 (2000)), other approaches are also based on Nafion or BPSH, which are impregnated with 1-ethyl-3-methylimidazole bis (penta / trifluoroethylsulfonyl) imide (inter alia E. McGrath, ECS Meeting Honolulu 2005).

Zusammenfassend ist festzustellen, dass gegenwärtige Protonenaustauschermembranen für PEM-Brennstoffzellen eine beschränkte maximale Anwendungstemperatur besitzen sowie einen hohen Feuchtebedarf. Darüber hinaus zeigt die Leitfähigkeit eine deutliche. Abhängigkeit von der Betriebstemperatur.In summary It should be noted that current Proton exchange membranes for PEM fuel cells a limited one have maximum application temperature and a high moisture requirement. About that In addition, the conductivity shows a distinct one. dependence from the operating temperature.

Es war deshalb die Aufgabe der Erfindung nach ionischen Flüssigkeiten zu suchen, die zu protonenleitenden Elektrolytmembranen mit erweitertem Betriebstemperaturbereich und reduziertem Feuchtebedarf führen.It was therefore the object of the invention for ionic liquids To look for proton-conducting electrolyte membranes with extended Operating temperature range and reduced humidity requirements lead.

Ihre Funktion als Protonleiter ergibt sich bei ionischen Flüssigkeiten einerseits als hochsiedendes Protonenlösungsmittel (Substitution von Wasser), andererseits als intrinsischer Protonenleiter mit eigenen kovalent oder ionisch gebundenen protonenleitenden Gruppen, die eine ausreichende Protonenleitfähigkeit auch unter flüssigkeitsfreien Bedingungen ermöglichen.Your Function as a proton conductor results in ionic liquids on the one hand as high-boiling proton solvent (substitution of Water), on the other hand as an intrinsic proton conductor with its own covalently or ionically bound proton-conducting groups, the a sufficient proton conductivity even under liquid-free conditions enable.

Erfindungsgemäß werden neue polymergebundene oder im freien Zustand stabile Protonenleiter auf Basis ionischer Flüssigkeiten als Elektrolyte zur Herstellung von Brennstoffzellmembranen oder von Brennstoffzellmembran-Elektroden-Einheiten (MEA) bereitgestellt. Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Verwendung von ionischen Flüssigkeiten auf der Basis von fluorierten oder teilfluorierten Alkylphosphor-/-phosphin- oder -phosphonsäuren, Alkylsulfonsäuren oder deren Derivaten gelöst. Besonders bevorzugt werden ionische Flüssigkeiten verwendet, welche mindestens eine Perfluoralkylgruppe umfassen. Gegenstand der Erfindung ist auch die Verwendung von Zusammensetzungen, die diese Verbindungen und Derivate umfassen.According to the invention, novel polymer-bound or free-state stable proton conductors based on ionic liquids are provided as electrolytes for the production of fuel cell membranes or of fuel cell membrane electrode assemblies (MEA). The object of the invention is achieved by the Ver use of ionic liquids based on fluorinated or partially fluorinated alkylphosphorus - / - phosphine or -phosphonic acids, alkylsulfonic acids or derivatives thereof. Particular preference is given to using ionic liquids which comprise at least one perfluoroalkyl group. The invention also provides the use of compositions comprising these compounds and derivatives.

Bevorzugt handelt es sich um die Verwendung der Verbindungen a) bis e), welche einzeln, im Gemisch untereinander, in Zusammensetzungen oder mit weiteren an sich bekannten Flüssigelektrolyten eingesetzt werden können. Besonders bevorzugt sind auch die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen mit den Strukturen f) bis n), ggf. in Kombination mit mindestens einer der Verbindungen a) bis e).

  • a) Perfluoralkylphosphorsäure Hydrat (1) H+[(CnF2n+1)6-zPFz]·yH2O mit n = 1 bis 8, 2 ≤ z ≤ 5, y ≥ 3
  • b) Perfluoralkylphosphorsäure in Diethylether (2) H+[(CnF2n+1)6-ZPFz]·y(C2H5)2O mit n = 1 bis 8, 2 ≤ z ≤ 5, y ≥ 2
  • c) Bis(perfluoralkyl)phosphinsäure (3) (CnF2n+1)2P(O)(OH) mit n = 1 bis 8
  • d) Perfluoralkylphosphonsäure (4) (CnF2n+1)P(O)(OH)2 mit n = 1 bis 8
  • e) fluorierte oder teilfluorierte Alkylsulfonsäuren (CnF2n+1-tHt)SO3H mit n = 1 bis 8, t = 0 bis 4; bei n = 1, t = 0 bis 2
  • f) Zusammensetzung (5) 1,1-Dimethylpyrrolidinium Bis(perfluoralkyl)phosphinat: Bis(perfluoralkyl)phosphinsäure; (1:1 w/w)
    Figure 00060001
    bzw. 1,1-Dimethylpyrrolidinium mit Perfluoralkylphosphonat: Perfluoralkylphosphonsäure (CnF2n+1)P(O)(OH)O (CnF2n+1)P(O)(OH)2 n = 1 bis 8
  • g) Zusammensetzung (6) [1,1-Dimethylpyrrolidinium-perfluoralkylfluorphosphat]:[Triethylenglycol-dimethyletherperfluoralkyl fluorphosphorsäure Komplex] (1:1 w/w)
    Figure 00060002
    n und z = o.g. Bedeutung
  • h) Zusammensetzung (7) [1,1-Dimethylpyrrolidinium-perfluoralkylfluorphosphat]:[Polyethylenglycol-200-trisperfluoralkylfluorphosphorsäure Komplex]; (1:1 w/w)
    Figure 00070001
    n und z = o.g. Bedeutung
  • i) Guanidinium perfluoralkylfluorphosphat (8) [(R2N)3C]+[(CnF2n+1)6-zPFz] R = H oder/und C1-C8-Alkyl; n und z = o.g. Bedeutung
  • j) Protoniertes Polyethylenimin (ein Proton per Unit) in Kombination mit einer Verbindung a) bis e), vorzugsweise als Verbindung (9)
    Figure 00070002
    R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z = o.g. Bedeutung
  • k) Protoniertes Polyethylenimin (zwei Protonen per Unit) in Kombination mit einer Verbindung a) bis e), vorzugsweise als Verbindung (10)
    Figure 00070003
    R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z = o.g. Bedeutung
  • l) Protoniertes Polyethylenglycol in Kombination mit einer Verbindung a) bis e), vorzugsweise als Verbindung (11)
    Figure 00080001
    R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z = o.g. Bedeutung
  • m) Alkyliertes Poly(melamin-co-formaldehyd) in Kombination mit einer Verbindung a) bis e), vorzugsweise als Di-[perfluoralkylfluorphosphat] (12)
    Figure 00080002
    R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z = o.g. Bedeutung
  • n) Poly(N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-α,ω-diamin-co-2,4-dichlor-6-morphoino-1,3,5-triazin] in Kombination mit einer Verbindung a) bis e), vorzugsweise als Penta-perfluoralkylfluorphosphat)] (13)
    Figure 00090001
    R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z = o.g. Bedeutung
Preference is given to the use of the compounds a) to e), which can be used individually, mixed with one another, in compositions or with further liquid electrolytes known per se. Particular preference is also given to the compositions according to the invention having the structures f) to n), if appropriate in combination with at least one of the compounds a) to e).
  • a) Perfluoroalkyl phosphoric hydrate (1) H + [(C n F 2n + 1 ) 6-z PF z ] .yH 2 O with n = 1 to 8, 2 ≦ z ≦ 5, y ≥ 3
  • b) Perfluoroalkyl phosphoric acid in diethyl ether (2) H + [(C n F 2n + 1 ) 6-Z PF z ] .y (C 2 H 5 ) 2 O with n = 1 to 8, 2 ≦ z ≦ 5, y ≥ 2
  • c) bis (perfluoroalkyl) phosphinic acid (3) (C n F 2n + 1 ) 2 P (O) (OH) with n = 1 to 8
  • d) perfluoroalkylphosphonic acid (4) (C n F 2n + 1 ) P (O) (OH) 2 with n = 1 to 8
  • e) fluorinated or partially fluorinated alkylsulfonic acids (C n F 2n + 1-t H t ) SO 3 H with n = 1 to 8, t = 0 to 4; at n = 1, t = 0 to 2
  • f) Composition (5) 1,1-dimethylpyrrolidinium bis (perfluoroalkyl) phosphinate: bis (perfluoroalkyl) phosphinic acid; (1: 1 w / w)
    Figure 00060001
    or 1,1-dimethylpyrrolidinium with perfluoroalkylphosphonate: perfluoroalkylphosphonic acid (C n F 2n + 1 ) P (O) (OH) O (C n F 2n + 1 ) P (O) (OH) 2 n = 1 to 8
  • g) Composition (6) [1,1-dimethylpyrrolidinium-perfluoroalkylfluorophosphate]: [triethylene glycol dimethyl ether perfluoroalkyl fluorophosphoric acid complex] (1: 1 w / w)
    Figure 00060002
    n and z = og meaning
  • h) Composition (7) [1,1-dimethylpyrrolidinium-perfluoroalkylfluorophosphate]: [polyethyleneglycol-200-trisperfluoroalkylfluorophosphoric acid complex]; (1: 1 w / w)
    Figure 00070001
    n and z = og meaning
  • i) guanidinium perfluoroalkyl fluorophosphate (8) [(R 2 N) 3 C] + [(C n F 2n + 1 ) 6-z PF z ] - R = H or / and C 1 -C 8 -alkyl; n and z = og meaning
  • j) Protonated polyethyleneimine (one proton per unit) in combination with a compound a) to e), preferably as compound (9)
    Figure 00070002
    R = H and / or C 1 -C 4 -alkyl; n and z = og meaning
  • k) Protonated polyethyleneimine (two protons per unit) in combination with a compound a) to e), preferably as compound (10)
    Figure 00070003
    R = H and / or C 1 -C 4 -alkyl; n and z = og meaning
  • l) Protonated polyethylene glycol in combination with a compound a) to e), preferably as compound (11)
    Figure 00080001
    R = H and / or C 1 -C 4 -alkyl; n and z = og meaning
  • m) Alkylated poly (melamine-co-formaldehyde) in combination with a compound a) to e), preferably as di- [perfluoroalkylfluorophosphate] (12)
    Figure 00080002
    R = H and / or C 1 -C 4 -alkyl; n and z = og meaning
  • n) poly (N, N'-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) -α, ω-diamine-co-2,4-dichloro-6-morphoino-1,3,5- triazine] in combination with a compound a) to e), preferably as penta perfluoroalkyl fluorophosphate)] (13)
    Figure 00090001
    R = H and / or C 1 -C 4 -alkyl; n and z = og meaning

Die Erfindung wird gemäß den Ansprüchen realisiert. Die erfindungsgemäß verwendeten Derivate sind als ionische Flüssigkeit oder deren Bestandteil geeignete Chemikalien. Für die Verwendung als Protonenleiter in der PEM-Brennstoffzelle werden folgende Eigenschaften gefordert:

  • 1. Zersetzungstemperatur der Verbindungen deutlich oberhalb der angestrebten Einsatztemperatur (> 150 °C).
  • 2. Siedetemperatur deutlich oberhalb der angestrebten Einsatztemperatur (>150°C).
  • 3. Leitfähigkeit bei –20 °C (trocken): > 0,01 S/cm.
  • 4. Leitfähigkeit bei 20 °C (trocken): > 0,05 S/cm.
  • 5. Leitfähigkeit bei 80–130 °C (trocken): > 0,1 S/cm.
  • 6. Hohe Oxidationsstabilität (Sauerstoff + Radikale).
  • 7. Hohe Reduktionsstabilität, insbesondere gegenüber Wasserstoff.
  • 8. Geringe Wasserlöslichkeit über gesamten Einsatztemperaturbereich.
The invention is realized according to the claims. The derivatives used according to the invention are suitable as ionic liquid or its component suitable chemicals. For use as a proton conductor in the PEM fuel cell, the following properties are required:
  • 1. Decomposition temperature of the compounds significantly above the desired use temperature (> 150 ° C).
  • 2. Boiling temperature well above the desired operating temperature (> 150 ° C).
  • 3. Conductivity at -20 ° C (dry):> 0.01 S / cm.
  • 4. Conductivity at 20 ° C (dry):> 0.05 S / cm.
  • 5. Conductivity at 80-130 ° C (dry):> 0.1 S / cm.
  • 6. High oxidation stability (oxygen + radicals).
  • 7. High reduction stability, especially with respect to hydrogen.
  • 8. Low water solubility over the entire operating temperature range.

Je nach Aufbau sind die Derivate für die Imprägnierung von porösen (Membranmatrices) Medien, als auch zur direkten Membranherstellung z.B. in einem Ziehverfahren aus einem geeigneten Lösungsmittel geeignet. Alternativ können mit den neuartigen Protonenleitern gegebenenfalls in Verdünnung oder Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel an sich bekannte Polymere imprägniert werden. In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird zum Beispiel die Phosphorsäure in der Membran oder Elektrode im System PBI(Polybenzimidazol)/H3PO4 durch eine geeignete oben genannte ionische Flüssigkeit oder fluorierte Säure a) bis e) ersetzt.Depending on the structure, the derivatives are suitable for the impregnation of porous (membrane matrices) media, as well as for direct membrane production, for example in a drawing process from a suitable solvent. Alternatively, polymers known per se may be impregnated with the novel proton conductors, if appropriate in dilution or solution in a suitable solvent. In a preferred embodiment of the invention, for example, the phosphoric acid in the membrane or electrode in the PBI (polybenzimidazole) / H 3 PO 4 system is replaced by a suitable above-mentioned ionic liquid or fluorinated acid a) to e).

Die Derivate werden mit an sich bekannten Polymeren und/oder Polymermembranmatrices verwendet, wobei die Membranen oder Elektroden/MEAs gegebenenfalls auch bereits mit anderen an sich bekannten Flüssigelektrolyten, vorzugsweise mit Phosphorsäure, ausgerüstet sein können. Alternativ kann die ionische Flüssigkeit, vorzugsweise a) bis e), auch nur in die Elektrode eingebracht werden, während die Membran mit Phosphorsäure imprägniert bleibt. Die an sich bekannten Polymermatrices werden zum Beispiel nachträglich mit den erfindungsgemäßen Derivaten imprägniert. In einer anderen Ausführungsvariante werden die Derivate direkt in der Ziehlösung bei der Herstellung von Membranmatrices verwendet oder auch direkt in der Polymerisationslösung.The Derivatives are made with known polymers and / or polymer membrane matrices used, with the membranes or electrodes / MEAs optionally also already with other known liquid electrolytes, preferably with phosphoric acid, equipped could be. Alternatively, the ionic liquid, preferably a) to e), are also introduced only into the electrode, while the membrane with phosphoric acid waterproof remains. The polymer matrices known per se are, for example subsequently with the derivatives of the invention impregnated. In another embodiment The derivatives are used directly in the solution in the preparation of Membranmatrices used or directly in the polymerization.

Alternativ können die Derivate zur Herstellung einer MEA auch durch Tränken der Elektrode bzw. Herstellung der Paste verwendet werden, vorzugsweise werden die Derivate direkt zum Tränken der Elektrode auf der zu einer Membran hinweisenden Seite oder in einer Lösung zum Aufstreichen, Besprühen oder mit einem verdampfbaren Lösungsmittel zum Beschichten der Elektrode verwendet.alternative can the derivatives for the production of an MEA also by soaking the Electrode or preparation of the paste can be used, preferably the derivatives are used directly to soak the electrode on the to a membrane-facing side or in a solution to Painting, spraying or with a vaporizable solvent used to coat the electrode.

Gegenüber einer Brennstoffzelle mit Phosphorsäure in den Elektroden sind die Kathodenverluste geringer, wodurch insbesondere die Leistung bei tieferen Temperaturen vergrößert wird. Bestandteil der Erfindung ist die Herstellung protonenleitender Membranen aus diesen Verbindungen, deren Einsatz in Brennstoffzellen, und die Herstellung angepasster Elektroden unter Verwendung dieser Verbindungen.Opposite one Fuel cell with phosphoric acid in the electrodes, the cathode losses are lower, which in particular the power is increased at lower temperatures. Part of the Invention is the production of proton-conducting membranes from these Compounds, their use in fuel cells, and their manufacture adapted electrodes using these compounds.

Die Erfindung wird bevorzugt wie folgt realisiert:

  • 1. Verwendung von Verbindungen mit den Strukturen a) bis n) [insbesondere Verbindungen (1) bis (13), bevorzugt (1) bis (8)], als Imprägnierungsmittel in Brennstoffzellenmembranen, die auf der Imprägnierung eines in der Regal basischen Polymers (zum Beispiel PBI) mit Flüssigelektrolyt beruhen (gemäß WO 96/13872 A , US 5525436 A , US 5716727 A , US 6025085 A , US 5599639 A , WO 99/04445 A , EP 983134 B1 , WO 01/18894 A , EP 954544 A1 und WO 01/18894 A2 , US 6124060 A ). Gegebenenfalls erfolgt auch eine Verwendung von entsprechenden Di- oder Triphosphonsäuren und Sulfonsäuren, beziehungsweise Phosphorsäureestern, ebenso von Verbindungen mit länger oder kürzerkettigen Alkylresten. Alternativ erfolgt auch ein Einsatz nur teilweise fluorierter oder nicht fluorierter Alkylketten. Neben der nachträglichen Imprägnierung mit dem jeweiligen Elektrolyten ist auch die Zugabe der Flüssigelektrolyte direkt in die Ziehlösung der Membran, oder bereits in die Polymerisationslösung bei der Herstellung der Polymere Bestandteil der Erfindung.
  • 2. BZ MEA (Membran-Elektrodeneinheit) basierend auf einer Membran gemäß Punkt 1, bei der die betreffende Elektrode mit dem entsprechenden Elektrolyt getränkt oder an der aktiven Außenseite beschichtet wird.
  • 3. BZ MEA (Membran-Elektrodeneinheit) bei der nur die Elektrode mit einem Elektrolyten gemäß Punkt 1 imprägniert bzw. an der Außenseite beschichtet wird, während die Membran mit davon abweichenden Flüssigelektrolyten, zum Beispiel H3PO4 imprägniert wird. Alternativ ist auch die Mischung einer der unter den Strukturen a) bis n), insbesondere der Verbindungen (1) bis (13), vorzugsweise (1) bis (8), aufgeführten Verbindungen, bzw. deren Derivate untereinander oder als Additiv zu einer anderen Protonensäure, zum Beispiel H3PO4, Bestandteil der Erfindung.
  • 4. BZ MEA (Membran-Elektrodeneinheit) basierend auf einer Membran gemäß Punkt 1 bei der die Elektrolyt-/Säureaufnahme der Membran ausschließlich über die zuvor imprägnierte Elektrode in einem geeigneten Temperschritt erfolgt. Die Einbringung flüssiger Elektrolyte in die Elektrode geschieht dabei bevorzugt im Vakuum, etwa durch einen mehrfachen Belüftungs-/Entlüftungszyklus bei dem verbleibende Luftreste innerhalb der Elektrode graduell durch Flüssigelektrolyt ausgetauscht werden, möglich ist auch die Aufbringung des Elektrolyten auf eine Elektrode, die das betreffende Polymer bereits als Binder enthält. Zum Beispiel kann die Aufbringung über ein Airbrushverfahren erfolgen. Alternativ kann eine durch Heißpressen erhaltene MEA nachträglich als Ganzes in den Flüssigelektrolyt zur Imprägnierung eingelegt werden.
  • 5. Brennstoffzellenmembran, die durch Imprägnierung einer porösen Membranmatrix mit den bevorzugten Verbindungen a) bis n), insbesondere der Strukturen (1) bis (13) erhalten wird. Je nach Aggregatszustand kann die Verbindung direkt in die Matrix eingebunden werden, oder muss erst in eine Lösung überführt werden (siehe Beispiele). Bei den porösen Trägern handelt es sich zum Beispiel um PTFE oder PET basierende Systeme unterschiedlicher Porosität (siehe zum Beispiel WO 01/93362 A , WO 03/63266 A , US 6299653 A , EP 309259 81 ) oder um oxidische, bevorzugt nanopartikulär beschichtete Systeme wie zum Beispiel: Al2O3/SiO2 beschichtetes PET (zum Beispiel gemäß WO 02/47802 A1 ).
  • 6. BZ MEA, bei der eine spezielle Anpassung der Elektroden an eine der Punkte 1 und 5 entsprechende Membran dadurch erreicht wird, dass die Elektroden auf der zur Membran hin weisenden Seite direkt mit Flüssigelektrolyt getränkt oder beschichtet bzw. mit einer Lösung des elektrolytbildenden Polymers in einem verdampfbaren organischen Lösungsmittel beschichtet werden. Diese Beschichtung ermöglicht bevorzugt im Zuge eines Heißpressvorganges eine gleichmäßige Anbindung der Elektrode an die Membran. Die Aufbringung des Elektrolyten auf die äußere Elektrodenoberfläche erfolgt zum Beispiel durch Aufstreichen mit einem Pinsel oder durch Besprühen über ein Airbrush-System.
  • 7. Speziell auf den Membrantyp angepasste Elektrode, die einen geeigneten Anteil eines Polymerelektrolyten vorzugsweise gemäß Strukturen (9) bis (13) als Binder enthält. Die Materialien der Elektrode sind dabei bevorzugt für die Betriebstemperaturen der Membran optimiert.
  • 8. Protonenleitende Membran gemäß der Punkte 1 und 5, wobei eine der bevorzugten Verbindungen a) bis n) [(1) bis (13), bevorzugt 1–8] als Zusatz (Additiv) zu einer weiteren protonenleitenden Säure, zum Beispiel Phosphorsäure verwendet wird, alternativ kann das Additiv auch nur im Bereich der Elektrode zugegeben werden. Das Additiv dient insbesondere der Reduzierung der Kathodenverluste (siehe zum Beispiel DE 10235358 A1 ).
  • 9. Verwendung der erfindungsgemäßen Membran/MEA als protonenleitende Membran in einer Brennstoffzelle.
  • 10. Verwendung einer erfindungsgemäßen Membran und MEA in einer Brennstoffzelle für Fahrzeuganwendungen (zum Beispiel APU + Traktion) und für stationäre Anwendungen (zum Beispie mobiles Kleinkraftwerk oder Hausenergieversorgung).
The invention is preferably realized as follows:
  • 1. Use of compounds having the structures a) to n) [in particular compounds (1) to (13), preferably (1) to (8)], as impregnating agent in fuel cell membranes based on the impregnation of a shelf-basic polymer ( for example PBI) with liquid electrolyte (according to WO 96/13872 A . US 5525436 A . US 5716727 A . US 6025085 A . US 5599639 A . WO 99/04445 A . EP 983134 B1 . WO 01/18894 A . EP 954544 A1 and WO 01/18894 A2 . US 6124060 A ). Optionally, there is also a use of corresponding di- or triphosphonic acids and sulfonic acids, or phosphoric acid esters, as well as compounds with longer or shorter-chain alkyl radicals. Alternatively, only partially fluorinated or non-fluorinated alkyl chains are used. In addition to the subsequent impregnation with the respective electrolyte, the addition of the liquid electrolytes directly into the drawing solution of the membrane or already into the polymerization solution in the preparation of the polymers is also part of the invention.
  • 2. BZ MEA (membrane electrode assembly) based on a membrane according to item 1, in which the relevant electrode is soaked with the corresponding electrolyte or coated on the active outer side.
  • 3. BZ MEA (membrane electrode assembly) in which only the electrode is impregnated with an electrolyte according to item 1 or coated on the outside, while the membrane is impregnated with deviating liquid electrolytes, for example H 3 PO 4 . Alternatively, the mixture of one of the structures listed under the structures a) to n), in particular the compounds (1) to (13), preferably (1) to (8), or their derivatives with each other or as an additive to another Proton acid, for example H 3 PO 4 , part of the invention.
  • 4. BZ MEA (membrane electrode assembly) based on a membrane according to item 1 in which the electrolyte / acid uptake of the membrane exclusively via the previously impregnated electrode in a suitable annealing step. The introduction of liquid electrolytes into the electrode is preferably done in a vacuum, such as by a multiple aeration / deaeration cycle in the remaining air residues within the electrode are gradually replaced by liquid electrolyte, is also possible the application of the electrolyte to an electrode, the polymer in question already contains as binder. For example, the application can be carried out via an airbrush method. Alternatively, an MEA obtained by hot pressing may be subsequently inserted as a whole in the liquid electrolyte for impregnation.
  • 5. Fuel cell membrane, which is obtained by impregnation of a porous membrane matrix with the preferred compounds a) to n), in particular the structures (1) to (13). Depending on the state of the aggregate, the compound can be integrated directly into the matrix, or must first be converted into a solution (see examples). The porous supports are, for example, PTFE or PET based systems of different porosity (see for example WO 01/93362 A . WO 03/63266 A . US 6299653 A . EP 309259 81 ) or oxidic, preferably nanoparticulate coated systems such as: Al 2 O 3 / SiO 2 coated PET (for example according to WO 02/47802 A1 ).
  • 6. BZ MEA, in which a special adaptation of the electrodes to one of the points 1 and 5 corresponding membrane is achieved in that the electrodes soaked on the side facing the membrane directly with liquid electrolyte or coated or with a solution of the electrolyte-forming polymer in a vaporizable organic solvent. This coating preferably allows a uniform connection of the electrode to the membrane in the course of a hot pressing process. The application of the electrolyte to the outer electrode surface is carried out, for example, by painting with a brush or by spraying over an airbrush system.
  • 7. Especially adapted to the membrane type electrode containing a suitable proportion of a polymer electrolyte preferably according to structures (9) to (13) as a binder. The materials of the electrode are preferably optimized for the operating temperatures of the membrane.
  • 8. A proton-conducting membrane according to items 1 and 5, wherein one of the preferred compounds a) to n) [(1) to (13), preferably 1-8] is used as additive (additive) to a further proton-conducting acid, for example phosphoric acid Alternatively, the additive can be added only in the region of the electrode. The additive serves in particular to reduce the cathode losses (see for example DE 10235358 A1 ).
  • 9. Use of the membrane / MEA according to the invention as a proton-conducting membrane in a fuel cell.
  • 10. Use of a membrane according to the invention and MEA in a fuel cell for vehicle applications (for example, APU + traction) and for stationary applications (for example, mobile small power plant or domestic energy supply).

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert, ohne dass sie darauf beschränkt werden soll.in the The invention is explained in more detail below with reference to examples, without that they are limited to shall be.

Beispiele für die Herstellung von protonenleitenden Membranen unter Verwendung der bevorzugten Strukturen a) bis n), insbesondere Verbindungen (1) bis (13).Examples for the Preparation of proton-conducting membranes using the preferred structures a) to n), in particular compounds (1) to (13).

Beispiel 1:Example 1:

Herstellung einer Lösung der Verbindungen 1 bis 13:Preparation of a solution of compounds 1 to 13:

Nach Abwiegen einer geeigneten Menge der jeweiligen Verbindung in ein 100 ml Becherglas wird vorsichtig unter Rühren mit einem Magnetrührer 50 ml eines Lösungsmittels, zum Beispiel Aceton, Acetonitril, Dimethoxyethan, Ethanol, Isopropanol zugegeben. Je nach Art der verwendeten Verbindungen werden für den Lösungsvorgang höhere Temperaturen im Bereich bis zu 120°C (ggf. auch darüber) angewandt. Bei den verwendeten flüssigen Elektrolyten wird eine höhere Beladung erreicht, wenn zuvor eine Verdünnung mit einem Lösungsmittel hergestellt wird.To Weigh a suitable amount of each compound into a 100 ml beaker is carefully stirred with a magnetic stirrer 50 ml of a solvent, for example, acetone, acetonitrile, dimethoxyethane, ethanol, isopropanol added. Depending on the type of compounds used for the solution process higher Temperatures in the range up to 120 ° C (possibly also above) applied. In the used liquid Electrolytes become higher Loading achieved when previously diluted with a solvent will be produced.

Beispiel 2:Example 2:

Auswahl geeigneter poröser Trägermaterialien:Selection of suitable porous substrates:

Geeignet sind PTFE-Folien wie sie zum Beispiel von den Firmen Bohlender, Exxon, Porex und BHA angeboten werden. Alternativ werden oxidische, bevorzugt nanopartikulär beschichtete Systeme wie zum Beispiel Al2O3/SiO2 beschichtetes PET der Firma Creavis eingesetzt. Die Auswahl der porösen Träger erfolgt je nach Art der verwendeten Elektrolyte. Für hydrophile Elektrolyte werden bevorzugt die oxidischen Träger eingesetzt, für Elektrolyte mit langen, bevorzugt fluorierten Alkylketten die hydrophoben PTFE-Folien. Um einen Austrag der Elektrolyte durch flüssiges Wasser zu verhindern, werden für die Brennstoffzellenanwendung bevorzugt hydrophobe Trägermaterialien eingesetzt. Die Porenradien der eingesetzten Trägermaterialien liegen zwischen 10 und 150.000 nm. Die Dicke der Trägermaterialien zwischen 2 und 600 μm. Die Porosität beträgt mindestens 10%.Suitable are PTFE films such as those offered by the companies Bohlender, Exxon, Porex and BHA. Alternatively, oxidic, preferably nanoparticulate coated systems such as Al 2 O 3 / SiO 2 coated PET from Creavis be used. The selection of the porous carrier takes place depending on the type of electrolytes used. For hydrophilic electrolytes, the oxidic supports are preferably used, for electrolytes with long, preferably fluorinated alkyl chains, the hydrophobic PTFE films. In order to prevent a discharge of the electrolytes by liquid water, preferably hydrophobic support materials are used for the fuel cell application. The pore radii of the support materials used are between 10 and 150,000 nm. The thickness of the support materials between 2 and 600 microns. The porosity is at least 10%.

Beispiel 3:Example 3:

Einbringung der Polymerlösungen in die porösen Trägermaterialien:Introduction of the polymer solutions in the porous ones Support materials:

Die Lösung beziehungsweise der reine flüssige Elektrolyt wird auf verschiedenen Wegen in die unter 2 beschriebenen porösen Trägermaterialien eingebracht. Notwendig ist insbesondere eine gleichmäßige Durchsetzung aller Poren, damit die resultierende Membran hinterher gasdicht ist. Das Trägermaterial wird dabei bevorzugt zur Unterstützung auf einem massivem Träger zum Beispiel aus PTFE oder PP aufgespannt. Je nach erlangtem Benetzungsgrad müssen die beschriebenen Vorgänge mehrmals wiederholt werden, um zu einer vollständigen Gasdichtigkeit der porösen Membranfolie zu gelangen.

  • 3.1. Aufbringen der Lösung von oben auf das Vlies mit einer Pipette, bevorzugt befindet sich das poröse Vlies dabei auf einer von unten evakuierten Filtertritte. Alternativ kann die Lösung auch mit einer Airbrushpistole auf den Träger aufgebracht werden.
  • 3.2. Einbringen der Lösung durch einen Evakuierungs-/Belüftungszyklus. Die Versuchsdurchführung wird dabei bevorzugt-in einem Aufbau gemäß 1 durchgeführt, die Probe befindet sich dabei in einem Vorlagegefäß, die aufzubringende Lösung in einem Vorratskolben. Über eine Verbindung mit einer Pumpe und zwei Hähnen kann die Probe wechselnd evakuiert werden, anschließend mit der Lösung beauftragt, belüftet und erneut evakuiert werden, so dass alle verbleibenden Gasrückstände in den Poren allmählich entfernt werden können.
  • 3.3. Eine wiederum über einen massiven Rahmen stabilisierte poröse Folie wird in einer entsprechend konzentrierten Lösung des jeweiligen Elektrolyten in einem Hochdruckautoklaven mehrere Stunden mit Ar beauftragt (im Versuch mindestens bis 800 bar). Der Vorgang wird nach Ablassen des Druckes mehrmals wiederholt, bis eine genügend hohe Beladung des porösen Trägers mit der Elektrolytlösung sichergestellt ist.
The solution or the pure liquid electrolyte is introduced in various ways in the porous support materials described under 2. In particular, a uniform enforcement of all pores is necessary, so that the resulting membrane is subsequently gas-tight. The support material is preferably clamped to support on a solid support, for example made of PTFE or PP. Depending on the degree of wetting achieved, the processes described must be repeated several times in order to arrive at a complete gas-tightness of the porous membrane film.
  • 3.1. Applying the solution from the top of the nonwoven with a pipette, preferably the porous web is on a bottom of the filter evacuated filter. Alternatively, the solution can also be applied to the carrier with an airbrush gun.
  • 3.2. Introduce the solution through an evacuation / aeration cycle. The experimental procedure is preferred-in a structure according to 1 carried out, the sample is in a storage vessel, the solution to be applied in a storage flask. Through a connection with a pump and two taps, the sample can be alternately evacuated, then commissioned with the solution, aerated and evacuated again, so that all remaining gas residues in the pores can be gradually removed.
  • 3.3. In turn, a porous film stabilized over a solid frame is charged with Ar in a correspondingly concentrated solution of the respective electrolyte in a high-pressure autoclave for several hours (at least up to 800 bar in the experiment). The process is repeated several times after releasing the pressure until a sufficiently high loading of the porous support with the electrolyte solution is ensured.

Für jede einzelne der Verbindungen 1 bis 13 wird eine für das jeweilige angewandte Verfahren 3.1. bis 3.3. entsprechende Kombination aus Lösungsmittel und geeignetem porösen Träger fachgemäß ermittelt, so dass eine optimale Benetzung, vollständige Durchsetzung der porösen Träger und gleichmäßige Trocknung ohne Blasenbildung ermöglicht ist. Bei den unverdünnt flüssigen Elektrolyten kann die Einbringung in den Träger direkt ohne Lösungsmittel erfolgen.For each one Compounds 1 to 13 will be one for each Method 3.1. to 3.3. appropriate combination of solvent and suitable porous carrier determined professionally, allowing optimal wetting, full penetration of the porous support and even drying without Bubble formation possible is. At the undiluted liquid Electrolytes can be introduced directly into the carrier without solvent respectively.

Die Bestimmung der Elektrolytaufnahme geschieht über die Gewichtsdifferenz der porösen Träger vor und nach den Beladungsversuchen nach Entfernen des Lösungsmittels nach 4. Zusätzlich wird der Grad der Wasserstoffpermeation vor und nach der Beladung als Kriterium für die Effektivität der Beladung bestimmt (Beispiel 7). Der Grad der Eindringung der Polymerlösung in die Folie wird mit Hilfe der Rasterelektronenmikroskopie an Schnitten der Folien ermittelt.The determination of the electrolyte uptake is based on the weight difference of the porous supports before and after the loading tests after removal of the solvent according to FIG. 4. In addition, the degree of the Hydrogen permeation before and after loading determined as a criterion for the effectiveness of the loading (Example 7). The degree of penetration of the polymer solution into the film is determined by means of scanning electron microscopy on sections of the films.

Beispiel 4:Example 4:

Entfernung des Lösungsmittels nach Einbringung in den porösen Träger: Der nach 3 imprägnierte poröse Träger wird in einen Vakuumtrockenschrank überführt und dort zum Abziehen des Lösungsmittels vorsichtig evakuiert. Je nach Siedepunkt und Zersetzungstemperatur des jeweiligen Elektrolyten darf für die Trocknung eine bestimmte Temperatur nicht überschritten werden. Um Blasenbildung zu vermeiden, ist es nötig den Druck langsam zu senken und die Temperatur sehr langsam zu erhöhen. Die benötigte Trocknungszeit bis zur Gewichtskonstanz beträgt üblicherweise mindestens 10 h.distance of the solvent after introduction into the porous Carrier: The impregnated after 3 porous carrier is transferred to a vacuum oven and there to remove the solvent carefully evacuated. Depending on the boiling point and decomposition temperature of the respective electrolyte may be used for drying a certain Temperature not exceeded become. To avoid blistering, it is necessary to slowly lower the pressure and to raise the temperature very slowly. The required drying time up to constant weight is usually at least 10 h.

Es kann sich als positiv erweisen, die erhaltene protonenleitende Membran während der Trocknungsphase zwischen zwei beheizten planen Platten zu pressen. Bewährt haben sich Pressdrücke von mindestens 5 bar. Nach dem Trocknen werden die Membranen zur Bestimmung der Elektrolytaufnahme gewogen.It may prove positive, the resulting proton-conducting membrane while to press the drying phase between two heated flat sheets. proven have pressing pressures of at least 5 bar. After drying, the membranes become Determination of electrolyte absorption weighed.

Beispiel 5:Example 5:

Lösungsmittelfreies Herstellungsverfahren von Membranen durch Heißpressen: Das Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von Folien (Polymerpresslinge) aus schwerlöslichen Polymerelektrolyten geeignet. Es erfolgt die Beaufschlagung einer Trägerfolie (PTFE/PP) mit pulverisiertem Polymerelektrolyt und das Heißpressen zwischen Stahlbacken (Pressdruck> 5 bar, Temperatur> 120 °C). Nach Entfernung der Folie wird ein transparenter Film erhalten. Alternativ wird in das Pulver im Heißpressvorgang ein poröser Träger gemäß Beispiel 2 eingebracht. Hierzu wird der poröse Träger auf eine Pulverschicht aufgelegt und von oben ebenfalls mit Pulver überschichtet. Das so erhaltene Sandwich wird anschließend ebenfalls unter den oben beschriebenen Bedingungen heißgepresst. Die so erhaltenen Membranen eignen sich zur Bewertung der Leitfähigkeit neuartiger Polymerelektrolyte.Solvent-free Production process of membranes by hot pressing: The process is in particular for the production of films (polymer compacts) slightly soluble Polymer electrolytes suitable. It is the admission of a support film (PTFE / PP) with powdered polymer electrolyte and hot pressing between steel jaws (pressing pressure> 5 bar, temperature> 120 ° C). To Removal of the film gives a transparent film. alternative gets into the powder in the hot pressing process a porous one carrier according to example 2 introduced. For this purpose, the porous support is placed on a powder layer placed on top and also covered with powder from above. The thus obtained Sandwich will follow also hot pressed under the conditions described above. The membranes thus obtained are suitable for evaluating the conductivity novel polymer electrolytes.

Beispiel 6:Example 6:

Bestimmung der Protonenleitfähigkeit:Determination of proton conductivity:

Die nach den oben genannten Methoden erhaltenen Proben werden in einer beheizbaren und Feuchte regelbaren Leitfähigkeitsmesszelle zwischen elektrisch leitfähigen Kohlenstoffvliesen beziehungsweise Goldplättchen eingespannt. Anschließend wird die Leitfähigkeit der Proben im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 160 °C mit Hilfe der Impedanzspektroskopie bestimmt.The obtained by the above methods samples are in a heatable and humidity controllable conductivity cell between electrically conductive Carbon fleeces or gold platelets clamped. Subsequently, will the conductivity of the samples in the temperature range between room temperature and 160 ° C with help of impedance spectroscopy.

Beispiel 7:Example 7:

Durchführung der Wasserstoffpermeationsmessungen:execution the hydrogen permeation measurements:

Die Bestimmung des Volumenstroms erfolgt durch eine Probenscheibe mit 2 cm2 Fläche durch Anlegen eines Wasserstoffüberdrucks. Bestimmung des Flusses (m1/(cm2*min.) nach Beladung mit dem Elektrolyt.The volumetric flow is determined by means of a sample disk having a surface area of 2 cm 2 by applying a hydrogen overpressure. Determination of flow (m1 / (cm 2 * min.) After loading with the electrolyte.

Claims (23)

Verwendung von ionischen Flüssigkeiten auf der Basis von fluorierten oder teilfluorierten Alkylphosphor-/-phosphin- oder -phosphonsäuren oder Alkylsulfonsäuren oder auf der Basis von Derivaten dieser einschließlich Di- und Trisäuren als Elektrolyte zur Herstellung von Brennstoffzellmembranen oder von Brennstoffzellmembran-Elektroden-Einheiten (MEA).Use of ionic liquids based on fluorinated or partially fluorinated alkylphosphorus - / - phosphine or -phosphonic or alkylsulfonic acids or on the basis of derivatives of these, including derivatives and triacids as electrolytes for the production of fuel cell membranes or of fuel cell membrane electrode assemblies (MEA). Verwendung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete, dass die ionische Flüssigkeit mindestens eine Perfluoralkylgruppe (CnF2n+1) aufweist, wobei n = 1 bis 8 bedeutet.Use according to claim 1, characterized in that the ionic liquid has at least one perfluoroalkyl group (C n F 2n + 1 ), where n = 1 to 8. Verwendung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Perfuoralkylgruppe eine Trifluormethyl- oder Pentafluorethylgruppe ist.Use according to claim 2, characterized the at least one perfuoroalkyl group is a trifluoromethyl group or pentafluoroethyl group. Verwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ionische Flüssigkeiten verwendet werden, die die folgenden Verbindungen einzeln, im Gemisch untereinander, in Zusammensetzungen oder mit weiteren an sich bekannten Flüssigelektrolyten umfassen: a) Perfluoralkylphosphorsäure Hydrat H+[(CnF2n+1)6-zPFz]·yH2O mit n = 1 bis 8, 2 ≤ z ≤ 5, y ≥ 3 b) Perfluoralkylphosphorsäure in Diethylether H+[(CnF2n+1)6-zPFz]·y(C2H5)2O mit n = 1 bis 8, 2 ≤ z ≤ 5, y ≥ 2 c) Bis(perfluoralkyl)phosphinsäure (CnF2n+1)2P(O)(OH) mit n = 1 bis 8 d) Perfluoralkylphosphonsäure (CnF2n+1)P(O)(OH)2 mit n = 1 bis 8 e) Fluorierte oder teilfluorierte Alkylsulfonsäuren (CnF2n+1-tHt)SO3H mit n = 1 bis 8 und t = 0 bis 4; bei n = 1, t = 0 bis 2.Use according to one of claims 1 to 3, characterized in that ionic liquids are used which comprise the following compounds individually, mixed with one another, in compositions or with other liquid electrolytes known per se: a) perfluoroalkyl phosphoric acid hydrate H + [(C n F 2n + 1 ) 6-z PF z ] .yH 2 O with n = 1 to 8, 2 ≦ z ≦ 5, y ≥ 3 b) perfluoroalkyl phosphoric acid in diethyl ether H + [(C n F 2n + 1 ) 6-z PF z ] x y (C 2 H 5 ) 2 O with n = 1 to 8, 2 ≦ z ≦ 5, y ≥ 2 c) bis (perfluoroalkyl) phosphinic acid (C n F 2n + 1 ) 2 P (O) (OH) with n = 1 to 8 d) perfluoroalkylphosphonic acid (C n F 2n + 1 ) P (O) (OH) 2 with n = 1 to 8 e) fluorinated or partially fluorinated alkylsulfonic acids (C n F 2n + 1-t H t ) SO 3 H with n = 1 to 8 and t = 0 to 4; at n = 1, t = 0 to 2. Verwendung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ionische Flüssigkeiten verwendet werden, die die folgenden Zusammensetzungen umfassen: f) Zusammensetzungen 1,1-Dimethylpyrrolidinium Bis(perfluoralkyl)phosphinat: Bis(perfluoralkyl)phosphinische Säure (1:1 w/w) und 1,1-Dimethylpyrrolidinium Perfluoralkylphosphonat: Perfluoralkylphosphonische Säure, wobei die Perfluoralkylgruppe (CnF2n+1) n = 1 bis 8 besitzt, g) Zusammensetzung [1,1-Dimethylpyrrolidinium-perfluoralkylfluorphosphat]:[Triethylenglycoldimethylether-perfluoralkylfluorphosphorige Säure Komplex; (1:1 w/w)
Figure 00180001
wobei n und z die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen; ggf. in Kombination mit Phosphonische Säure/H3PO4: h) Zusammensetzung [1,1-Dimethylpyrrolidinium-perfluoralkyifluorphosphat]:[Polyethylenglycol-200-trisperfluoralkylfluorphosphorige Säure Komplex; (1:1 w/w)
Figure 00180002
wobei n und z die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen; ggf. in Kombination mit Phosphonische Säure/H3PO4; i) Guanidinium-perfluoralkylfluorphosphat [(R2N)3C]+[(CnF2n+1)6-zPFz] wobei R = H oder/und C1-C8-Alkyl, und n und z die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen; j) Protoniertes Polyethylenimin (ein Proton per Unit) in Kombination mit einer Verbindung a) bis e) gemäß Anspruch 4 und/oder H3PO4 und deren Derivate, vorzugsweise
Figure 00190001
wobei R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen; k) Protoniertes Polyethylenimin (zwei Protonen per Unit) in Kombination mit einer Verbindung a) bis e) gemäß Anspruch 4 und/oder H3PO4 und deren Derivate, vorzugsweise die Verbindung
Figure 00190002
wobei R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z, die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen; l) Protoniertes Polyethylenglycol in Kombination mit einer Verbindung a) bis e) gemäß Anspruch 4 und/oder H3PO4 und deren Derivate, vorzugsweise die Verbindung
Figure 00200001
wobei R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen; m) Alkyliertes Poly(melamin-co-formaldehyd) in Kombination mit einer Verbindung a) bis e) gemäß Anspruch 4 und/oder H3PO4 und deren Derivate, vorzugsweise als Di-[perfluoralkylfluorphosphat]
Figure 00200002
wobei R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen; n) Poly[N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-α,ω-diamin-CO-2,4-dichlor-6-morpholino-1,3,5-triazin] in Kombination mit einer Verbindung a) bis e) gemäß Anspruch 4 und/oder H3PO4 und deren Derivate, vorzugsweise als Pentaperfluoralkylfluorphosphat)]
Figure 00210001
wobei R = H und/oder C1-C4-Alkyl; n und z die unter Anspruch 4 genannten Bedeutungen besitzen;
Use according to claim 4, characterized in that ionic liquids are used which comprise the following compositions: f) Compositions 1,1-dimethylpyrrolidinium bis (perfluoroalkyl) phosphinate: bis (perfluoroalkyl) phosphinic acid (1: 1 w / w) and 1 , 1-dimethylpyrrolidinium perfluoroalkylphosphonate: perfluoroalkylphosphonic acid, wherein the perfluoroalkyl group has (C n F 2n + 1 ) n = 1 to 8, g) composition [1,1-dimethylpyrrolidinium-perfluoroalkylfluorophosphate]: [triethylene glycol dimethyl ether perfluoroalkylfluorophosphoric acid complex; (1: 1 w / w)
Figure 00180001
where n and z have the meanings mentioned under claim 4; optionally in combination with phosphonic acid / H 3 PO 4 : h) Composition [1,1-dimethylpyrrolidinium-perfluoroalkyifluorophosphate]: [Polyethylene glycol 200-trisperfluoroalkylfluorophosphorous acid complex; (1: 1 w / w)
Figure 00180002
where n and z have the meanings mentioned under claim 4; optionally in combination with phosphonic acid / H 3 PO 4 ; i) guanidinium perfluoroalkyl fluorophosphate [(R 2 N) 3 C] + [(C n F 2n + 1 ) 6-z PF z ] wherein R = H and / or C 1 -C 8 alkyl, and n and z have the meanings mentioned under claim 4; j) Protonated polyethyleneimine (one proton per unit) in combination with a compound a) to e) according to claim 4 and / or H 3 PO 4 and their derivatives, preferably
Figure 00190001
where R = H and / or C 1 -C 4 alkyl; n and z have the meanings mentioned under claim 4; k) Protonated polyethyleneimine (two protons per unit) in combination with a compound a) to e) according to claim 4 and / or H 3 PO 4 and their derivatives, preferably the compound
Figure 00190002
where R = H and / or C 1 -C 4 alkyl; n and z have the meanings mentioned under claim 4; l) Protonated polyethylene glycol in combination with a compound a) to e) according to claim 4 and / or H 3 PO 4 and their derivatives, preferably the compound
Figure 00200001
where R = H and / or C 1 -C 4 alkyl; n and z have the meanings mentioned under claim 4; m) Alkylated poly (melamine-co-formaldehyde) in combination with a compound a) to e) according to claim 4 and / or H 3 PO 4 and derivatives thereof, preferably as di- [perfluoroalkylfluorophosphate]
Figure 00200002
where R = H and / or C 1 -C 4 alkyl; n and z have the meanings mentioned under claim 4; n) poly [N, N'-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) -α, ω-diamine-CO-2,4-dichloro-6-morpholino-1,3,5- triazine] in combination with a compound a) to e) according to claim 4 and / or H 3 PO 4 and derivatives thereof, preferably as pentaperfluoroalkylfluorophosphate)]
Figure 00210001
where R = H and / or C 1 -C 4 alkyl; n and z have the meanings mentioned under claim 4;
Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zum Imprägnieren von bevorzugt basischen Polymeren oder Polymermatrizen verwendet werden.Use according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the compounds for impregnation of preferably basic polymers or polymer matrices used become. Verwendung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das basische Polymer ausgewählt ist aus Polybenzimidazol (PBI), einem Poly(pyridin), einem Poly(pyrimidin), einem Polyimidazol, einem Polybenzthiazol, einem Polybenzoxazol, einem Polyoxadiazol, einem Polychinoxalin, einem Polythiadiazol und einem Poly(tetrazapyren).Use according to claim 6, characterized that the basic polymer is selected is made of polybenzimidazole (PBI), a poly (pyridine), a poly (pyrimidine), a polyimidazole, a polybenzothiazole, a polybenzoxazole, a polyoxadiazole, a polyquinoxaline, a polythiadiazole and a poly (tetrazapyren). Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen gegebenenfalls in Kombination mit den basischen Polymeren mit an sich bekannten Polymermembranmatrices verwendet werden, die gegebenenfalls bereits mit anderen Flüssigelektrolyten, vorzugsweise Phosphorsäure, imprägniert sind.Use according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that the compounds optionally in combination with the basic polymers with per se known Polymer membrane matrices are used, if necessary already with other liquid electrolytes, preferably phosphoric acid, waterproof are. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur nachträglichen Imprägnierung von Membranen verwendet werden oder direkt in der Ziehlösung bei der Herstellung von Membranen oder direkt in der Polymerisationslösung.Use according to one or more of claims 1 to 8, characterized in that they are for subsequent impregnation be used by membranes or directly in the solution at the production of membranes or directly in the polymerization solution. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9 zum Erhalt von Brennstoffzellmembranen, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Membranmatrices mit den Elektrolyten direkt oder in einer Lösung in einem organischen Lösungsmittel behandelt werden und das Lösungsmittel anschließend verdampft wird und sich nach Verdampfen bevorzugt ein selbsttragender Film bildet.Use according to one or more of claims 1 to 9 for obtaining fuel cell membranes, characterized that porous Membrane matrices with the electrolyte directly or in a solution in an organic solvent be treated and the solvent subsequently is evaporated and after evaporation preferably a self-supporting Film forms. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass als poröse Membranmatrices auf Polytetrafluorethylen (PTFE), Polypropylen (PP) und/oder Polyethylenterephthalat (PET) basierende Systeme oder oxidische, bevorzugt nanopartikulär beschichtete Systeme eingesetzt werden.Use according to claim 10, characterized that as porous Membrane matrices on polytetrafluoroethylene (PTFE), polypropylene (PP) and / or polyethylene terephthalate (PET) based systems or oxidic, preferably nanoparticulate coated systems are used. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein poröses Vlies als poröser Träger fungiert, das sich auf einer von unten evakuierten Filterfritte befindet, auf das die Verbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 aufgebracht werden.Use according to claim 10 or 11, characterized that a porous one Fleece acts as a porous support, which is located on a filter frit evacuated from below, on which the compounds according to a the claims 1 to 5 are applied. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen auf einen porösen Träger durch einen Evakuierungs-/Belüftungszyklus eingebracht werden, wobei eine Membranprobe mehrfach abwechselnd evakuiert und mit einer Lösung der Verbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 beauftragt wird, so dass alle Gasrückstände in den Poren entfernt werden.Use according to claim 10 or 11, characterized that compounds onto a porous support through an evacuation / aeration cycle are introduced, with a membrane sample alternately alternating evacuated and with a solution the compounds according to a the claims 1 to 5, so that all gas residues in the pores are removed. Verwendung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine über einen Rahmen stabilisierte poröse Matrix mit den Verbindungen gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 in einer konzentrierten Lösung in einem Hochdruckautoklaven mehrmals beauftragt wird.Use according to claim 10 or 11, characterized that one over a frame stabilized porous Matrix with the compounds according to a the claims 1 to 5 in a concentrated solution in a high pressure autoclave is commissioned several times. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen zur Herstellung einer MEA zum Beschichten oder Tränken der Elektrode verwendet werden.Use according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the compounds for the preparation an MEA used to coat or soak the electrode become. Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die ionischen Flüssigkeiten direkt zum Einbringen in die Elektrode auf der zu einer Membran hinweisenden Seite verwendet werden oder in einer Lösung zum Aufstreichen, Besprühen oder mit einem verdampfbaren Lösungsmittel zum Beschichten der Elektrode, vorzugsweise im Zuge eines Heißpressvorgangs.Use according to claim 15, characterized that the ionic liquids directly for insertion into the electrode on the to a membrane indicative page can be used or in a solution to Painting, spraying or with a vaporizable solvent for coating the electrode, preferably in the course of a hot pressing operation. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16 zum Erhalt einer Brennstoffzellmembran-Elektrodeneinheit (BZ MEA), dadurch gekennzeichnet, dass entweder die Elektrode eine ionische Flüssigkeit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst und/oder die Membran, ggf. in Kombination mit einer Protonensäure, vorzugsweise Phosphorsäure, die sowohl mit der Elektrode als auch mit der Membran kombiniert vorliegen kann.Use according to one or more of claims 1 to 16 for obtaining a fuel cell membrane electrode unit (BZ MEA), characterized in that either the electrode is an ionic liquid according to one the claims 1 to 5 and / or the membrane, optionally in combination with a Proton acid, preferably phosphoric acid, which are combined with both the electrode and the membrane can. Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Elektrode die ionische Flüssigkeit gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 als Binder umfasst oder dass die Elektrode auf der Katalysatorseite mit der ionischen Flüssigkeit beschichtet ist.Use according to claim 17, characterized that an electrode, the ionic liquid according to a the claims 1 to 5 as a binder or that the electrode on the catalyst side with the ionic liquid is coated. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Elektrolyte im Vakuum erfolgt.Use according to one or more of claims 1 to 18, characterized in that the introduction of the electrolytes in a vacuum. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Einbringen der Elektrolyte bei höheren Temperaturen erfolgt.Use according to one or more of claims 1 to 19, characterized in that the introduction of the electrolytes at higher Temperatures are. Verwendung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen als Zusatz zu an sich bekannten Protonensäuren, vorzugsweise Phosphorsäure, verwendet werden.Use according to one or more of claims 1 to 20, characterized in that the compounds as an additive to known protonic acids, preferably phosphoric acid, be used. Brennstoffzelle für Fahrzeuganwendungen und für stationäre Anwendungen umfassend eine Membran oder MEA gemäß einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 21.Fuel cell for vehicle applications and stationary applications comprising a membrane or MEA according to one or more of claims 1 to 21st Ionische Flüssigkeiten und deren Derivate mit den folgenden Zusammensetzungen: – 1,1-Dimethylpyrrolidinium Bis(perfluoralkyl)phosphinat: Bis(perfluoralkyl)phosphinsäure (1:1 w/w) – 1,1-Dimethylpyrrolidinium Perfluoralkylphosphonat: Perfluoralkylphosphonsäure (1:1 w/w), wobei die Perfluoralkylgruppe (CnF2n+1) n = 1 bis 8 besitzt, – [1,1-Dimethylpyrrolidinium-perfluoralkylfluorphosphat]:[Triethylenglycoldimethylether-perfluoralkylfluorphosphorsäure Komplex] (1:1 w/w) – [1,1-Dimethylpyrrolidinium-perfluoralkylfluorphosphat]:[Polyethylenglycol-200-trisperfluoralkylfluorphosphorsäure Komplex]; (1:1 w/w) – Protoniertes Polyethylenimin (ein Proton per Unit) in Kombination mit einer der Verbindungen a) bis e) gemäß Anspruch 4, – Protoniertes Polyethylenimin (zwei Protonen per Unit) in Kombination mit einer der Verbindungen a) bis e) gemäß Anspruch 4, – Protoniertes Polyethylenglycol in Kombination mit einer der Verbindungen a) bis e) gemäß Anspruch 4, – Alkyliertes Poly(melamin-co-formaldehyd) in Kombination mit einer der Verbindungen a) bis e) gemäß Anspruch 4, vorzugsweise das Di-[perfluoralkylfluorphosphat] – Poly[N,N'-bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)-α,ω-diamin-CO-2,4-dichlor-6-morpholino-1,3,5-triazin] in Kombination mit einer der Verbindungen a) bis e) gemäß Anspruch 4, vorzugsweise das Penta-[perfluoralkylfluorphosphat] sowie deren Kombinationen mit anderen Säuren, vorzugsweise mit H3PO4.Ionic liquids and their derivatives having the following compositions: - 1,1-dimethylpyrrolidinium bis (perfluoroalkyl) phosphinate: bis (perfluoroalkyl) phosphinic acid (1: 1 w / w) - 1,1-dimethylpyrrolidinium perfluoroalkylphosphonate: perfluoroalkylphosphonic acid (1: 1 w / w), wherein the perfluoroalkyl group has (C n F 2n + 1 ) n = 1 to 8, - [1,1-dimethylpyrrolidinium perfluoroalkylfluorophosphate]: [triethylene glycol dimethyl ether perfluoroalkylfluorophosphoric acid complex] (1: 1 w / w) - [1, 1-dimethylpyrrolidinium-perfluoroalkylfluorophosphate]: [polyethyleneglycol-200-trisperfluoroalkylfluorophosphoric acid complex]; (1: 1 w / w) - Protonated polyethyleneimine (one proton per unit) in combination with one of the compounds a) to e) according to claim 4, - Protonated polyethyleneimine (two protons per unit) in combination with one of the compounds a) to e) according to claim 4, - Protonated polyethylene glycol in combination with one of the compounds a) to e) according to claim 4, - Alkylated poly (melamine-co-formaldehyde) in combination with one of the compounds a) to e) according to claim 4, preferably the di- [perfluoroalkylfluorophosphate] - poly [N, N'-bis (2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl) -α, ω-diamine-CO-2,4-dichloro-6-morpholino-1 , 3,5-triazine] in combination with one of the compounds a) to e) according to claim 4, preferably the penta [perfluoroalkylfluorophosphate] and their combinations with other acids, preferably with H 3 PO 4 .
DE102006054737A 2006-11-21 2006-11-21 Use of an ionic liquid based on fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic-acid, or di- or triacid derivatives as an electrolyte to prepare fuel cell membrane or its electrode assemblies Withdrawn DE102006054737A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006054737A DE102006054737A1 (en) 2006-11-21 2006-11-21 Use of an ionic liquid based on fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic-acid, or di- or triacid derivatives as an electrolyte to prepare fuel cell membrane or its electrode assemblies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006054737A DE102006054737A1 (en) 2006-11-21 2006-11-21 Use of an ionic liquid based on fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic-acid, or di- or triacid derivatives as an electrolyte to prepare fuel cell membrane or its electrode assemblies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102006054737A1 true DE102006054737A1 (en) 2008-05-29

Family

ID=39326135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102006054737A Withdrawn DE102006054737A1 (en) 2006-11-21 2006-11-21 Use of an ionic liquid based on fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic-acid, or di- or triacid derivatives as an electrolyte to prepare fuel cell membrane or its electrode assemblies

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102006054737A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102151584A (en) * 2011-03-11 2011-08-17 北京化工大学 Catalyst for preparing hydroperoxide from alkyl arene through catalytic oxidation and application thereof
US20110262835A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Basf Se Polymer electrolyte membrane based on polyazole
CN109494378A (en) * 2018-12-12 2019-03-19 齐齐哈尔大学 A kind of preparation method of the catalyst for catalytic fuel cell cathode reaction
CN110892567A (en) * 2017-07-17 2020-03-17 诺姆斯科技公司 Modified ionic liquids containing triazines
CN114272915A (en) * 2021-11-30 2022-04-05 宁波大学 Phosphine group ionic liquid modified nano composite material, preparation method thereof and application thereof in enrichment of phosphorylated peptide
CN115380101A (en) * 2020-04-06 2022-11-22 日清纺控股株式会社 Ionic liquids and lubricating oil compositions comprising fluorophosphate anions

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110262835A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Basf Se Polymer electrolyte membrane based on polyazole
US9048478B2 (en) * 2010-04-22 2015-06-02 Basf Se Polymer electrolyte membrane based on polyazole
CN102151584A (en) * 2011-03-11 2011-08-17 北京化工大学 Catalyst for preparing hydroperoxide from alkyl arene through catalytic oxidation and application thereof
CN110892567A (en) * 2017-07-17 2020-03-17 诺姆斯科技公司 Modified ionic liquids containing triazines
CN109494378A (en) * 2018-12-12 2019-03-19 齐齐哈尔大学 A kind of preparation method of the catalyst for catalytic fuel cell cathode reaction
CN109494378B (en) * 2018-12-12 2021-08-24 齐齐哈尔大学 Preparation method of catalyst for catalyzing cathode reaction of fuel cell
CN115380101A (en) * 2020-04-06 2022-11-22 日清纺控股株式会社 Ionic liquids and lubricating oil compositions comprising fluorophosphate anions
CN115380101B (en) * 2020-04-06 2023-03-31 日清纺控股株式会社 Ionic liquids and lubricating oil compositions comprising fluorine-containing phosphate anions
CN114272915A (en) * 2021-11-30 2022-04-05 宁波大学 Phosphine group ionic liquid modified nano composite material, preparation method thereof and application thereof in enrichment of phosphorylated peptide
CN114272915B (en) * 2021-11-30 2023-04-25 宁波大学 Phosphine-based ionic liquid modified nanocomposite, preparation method thereof and application thereof in enrichment of phosphorylated peptides

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1722435B1 (en) Method for the production of polymer membrane-electrode-assemblies
US5702755A (en) Process for preparing a membrane/electrode assembly
EP1954747B1 (en) Polymer electrolyte membrane comprising coordination polymer
DE10297187B4 (en) An electrode catalyst layer, a process for producing the same, and a gas diffusion electrode comprising an electrode catalyst layer, a membrane / electrode assembly comprising an electrode catalyst layer, and a solid polymer type fuel cell comprising an electrode catalyst layer
WO2002070592A2 (en) Method for producing a membrane made of bridged polymer and a fuel cell
DE10140147A1 (en) Process for producing a blend membrane from bridged polymer and fuel cell
DE10159476A1 (en) Process for the manufacture of membrane electrode assemblies for fuel cells
EP2467889A1 (en) Inorganic and/or organic acid-containing catalyst ink and use thereof in the production of electrodes, catalyst-coated membranes, gas diffusion electrodes and membrane electrode units
DE69930347T2 (en) A process for producing a suspension for forming a catalyst layer for a proton exchange membrane fuel cell
WO2010099948A1 (en) Improved membrane electrode units
DE102007044246A1 (en) Membrane electrode unit with hydrogenatable material for a fuel cell
DE102006054737A1 (en) Use of an ionic liquid based on fluorinated or partially fluorinated alkyl phosphorus/phosphine, phosphonic- or alkyl sulfonic-acid, or di- or triacid derivatives as an electrolyte to prepare fuel cell membrane or its electrode assemblies
DE102006054951A1 (en) Ionic liquid, useful e.g. as an electrolyte, for the manufacture of fuel cell membrane, comprises a polymer or copolymer derived from allyl- or vinyl-monomer and containing ammonium-cation and an anion
DE102013205284A1 (en) Making a membrane electrode assembly comprises applying a porous reinforcement layer to the wet ionomer layer
DE102006062251A1 (en) Membrane electrode unit for high temperature gas cell, comprises polymer membrane impregnated with electrolytes, and cathodic- and anodic gas diffusion electrodes placed at cathode- and anode lateral membrane surfaces respectively
DE60212209T2 (en) FUEL CELL AND MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY FOR THIS
DE102007031280A1 (en) Gas diffusion electrode with membrane-electrode-unit for high temperature fuel cells based on membrane for traction system, has gas diffusion layer and catalyst layer is impregnated with another electrolyte and has hydrophobic material
DE102007025207A1 (en) Gas diffusion electrode for high temperature gas cells based on electrolyte-impregnated membrane, comprises gas diffusion layer, and porous catalyst layer arranged on diffusion layer and having conductive substrate and catalytic material
WO2020120154A1 (en) Hybrid gas diffusion layer for electrochemical cells
DE102006061779A1 (en) Membrane-electrode unit for a high temperature fuel cell for e.g. traction systems of vehicles comprises gas diffusion electrodes with electrolytes
DE102009001137A1 (en) Polymer electrolyte membrane for fuel cells, comprises a polymer component, an electrolyte mixture, and additive components for increasing proton conductivity of the membrane and for influencing its mechanical- and/or surfaces properties
DE10218368A1 (en) Laminated electrolyte membrane of sheet doped with mineral acid and barrier and electrodes with coating of cation exchange material are used for membrane electrode unit used in fuel cell system e.g. direct methanol fuel cell
WO2011020872A1 (en) Long-term stable polymer electrolyte membrane for ht fuel cells and method for the production thereof
WO2012052945A1 (en) Catalyst support material comprising polyazole, electrochemical catalyst, and preparation of gas diffusion electrode and of membrane-electrode assembly thereof
EP1673832A2 (en) Multilayered structures and methods for producing the same

Legal Events

Date Code Title Description
8181 Inventor (new situation)

Inventor name: WARK, MICHAEL, PROF. DR., 30165 HANNOVER, DE

Inventor name: HUTH, ANDREAS, 38100 BRAUNSCHWEIG, DE

Inventor name: IGNATEV, NIKOLAI, DR., 47058 DUISBURG, DE

Inventor name: WELZ-BIERMANN, URS, DR., 64646 HEPPENHEIM, DE

Inventor name: HUEBNER, GEROLD, DR., 38104 BRAUNSCHWEIG, DE

Inventor name: CARO, JUERGEN, PROF. DR., 13129 BERLIN, DE

8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: VOLKSWAGEN AG, 38440 WOLFSBURG, DE

Owner name: MERCK PATENT GMBH, 64293 DARMSTADT, DE

R012 Request for examination validly filed

Effective date: 20130614

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: VOLKSWAGEN AG, DE

Free format text: FORMER OWNERS: MERCK PATENT GMBH, 64293 DARMSTADT, DE; VOLKSWAGEN AG, 38440 WOLFSBURG, DE

Owner name: AUDI AG, DE

Free format text: FORMER OWNERS: MERCK PATENT GMBH, 64293 DARMSTADT, DE; VOLKSWAGEN AG, 38440 WOLFSBURG, DE

R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008100000

Ipc: H01M0008101600

R081 Change of applicant/patentee

Owner name: AUDI AG, DE

Free format text: FORMER OWNER: VOLKSWAGEN AG, 38440 WOLFSBURG, DE

R082 Change of representative
R016 Response to examination communication
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee