DE102010034949B4 - Stannat-Zusatzstoff zur Verbesserung der Haltbarkeit von Protonenaustausch-Membranen für H2-Luft-Brennstoffzellen - Google Patents
Stannat-Zusatzstoff zur Verbesserung der Haltbarkeit von Protonenaustausch-Membranen für H2-Luft-Brennstoffzellen Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010034949B4 DE102010034949B4 DE102010034949.6A DE102010034949A DE102010034949B4 DE 102010034949 B4 DE102010034949 B4 DE 102010034949B4 DE 102010034949 A DE102010034949 A DE 102010034949A DE 102010034949 B4 DE102010034949 B4 DE 102010034949B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ion
- membrane
- containing compound
- conducting
- stannate
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 239000000446 fuel Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 125000005402 stannate group Chemical group 0.000 title description 8
- 229940071182 stannate Drugs 0.000 title description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 title description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 14
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 10
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 claims abstract description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 claims abstract description 4
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 4
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011591 potassium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical class [H]* 0.000 claims 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 abstract description 2
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 13
- TVQLLNFANZSCGY-UHFFFAOYSA-N disodium;dioxido(oxo)tin Chemical compound [Na+].[Na+].[O-][Sn]([O-])=O TVQLLNFANZSCGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229940079864 sodium stannate Drugs 0.000 description 9
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical compound OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 7
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 4
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 4
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229920000554 ionomer Polymers 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000037427 ion transport Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1041—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends
- H01M8/1046—Mixtures of at least one polymer and at least one additive
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1041—Polymer electrolyte composites, mixtures or blends
- H01M8/1046—Mixtures of at least one polymer and at least one additive
- H01M8/1051—Non-ion-conducting additives, e.g. stabilisers, SiO2 or ZrO2
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
- H01M8/1023—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon, e.g. polyarylenes, polystyrenes or polybutadiene-styrenes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
Abstract
Ionenleitende Membran für Brennstoffzellenanwendungen, wobei die ionenleitende Membran das Folgende umfasst:
ein ionenleitendes Polymer und
eine zinnhaltige Verbindung, die zumindest teilweise in dem ionenleitenden Polymer dispergiert ist und in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichts-% des Gesamtgewichts der ionenleitenden Membran vorliegt, wobei das ionenleitende Polymer ein Fluorpolymer-Copolymer auf Basis von sulfoniertem Tetrafluorethylen ist, und wobei die zinnhaltige Verbindung durch Formel I beschrieben wird: MxSnO4 (I), worin M ein Kation ist und x eine solche Zahl ist, dass M die Ladung auf SnO4 2– ausgleicht.
ein ionenleitendes Polymer und
eine zinnhaltige Verbindung, die zumindest teilweise in dem ionenleitenden Polymer dispergiert ist und in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichts-% des Gesamtgewichts der ionenleitenden Membran vorliegt, wobei das ionenleitende Polymer ein Fluorpolymer-Copolymer auf Basis von sulfoniertem Tetrafluorethylen ist, und wobei die zinnhaltige Verbindung durch Formel I beschrieben wird:
Description
- FACHGEBIET
- Die vorliegende Erfindung betrifft ionenleitende Membranen für Brennstoffzellenanwendungen.
- HINTERGRUND
- Brennstoffzellen werden in vielen Anwendungen als Spannungsquelle verwendet. Insbesondere werden Brennstoffzellen zur Anwendung in Kraftfahrzeugen als Ersatz für Motoren mit innerer Verbrennung vorgeschlagen. Bei einer häufig verwendeten Brennstoffzellenbauweise wird eine Festpolymer-Elektrolyt-Membran (SPE-Membran) oder Protonenaustausch-Membran (PEM) verwendet, um Ionentransport zwischen der Anode und der Kathode zu liefern.
- In Brennstoffzellen vom Protonenaustausch-Membran-Typ wird die Anode mit Wasserstoff als Brennstoff beliefert und die Kathode wird mit Sauerstoff als dem Oxidationsmittel beliefert. Der Sauerstoff kann entweder in reiner Form (O2) oder Luft (einer Mischung aus O2 und N2) vorliegen. PEM-Brennstoffzellen weisen typischerweise eine Membran-Elektroden-Anordnung (MEA) auf, in der eine Festpolymer-Membran einen Anodenkatalysator auf einer Oberfläche und einen Kathodenkatalysator auf der gegenüberliegenden Oberfläche aufweist. Die Anoden- und die Kathodenschichten einer typischen PEM-Brennstoffzelle sind aus porösen leitfähigen Materialien gebildet, wie z. B. Graphitgewebe, graphitierte Papiere oder Kohlenstoffpapier, um die Dispersion des Brennstoffs über die Oberfläche der Membran zu ermöglichen, die der Brennstoffzufuhr-Elektrode zugewandt ist. Jede Elektrode hat fein verteilte, auf Kohlenstoffpartikel aufgetragene Katalysatorpartikel (z. B. Platinpartikel), um die Oxidation von Wasserstoff an der Anode und die Reduktion von Sauerstoff an der Kathode zu unterstützen. Protonen fließen von der Anode durch die ionenleitfähige Polymermembran zur Kathode, wo sie sich unter Bildung von Wasser mit Sauerstoff verbinden, der aus der Zelle ausgespeist wird. Typischerweise umfasst die ionenleitfähige Polymermembran ein Perfluorsulfonsäure-Ionomer (PFSA-Ionomer).
- Die MEA ist zwischen ein Paar poröse Gasdiffusionsschichten (GDL) eingeklemmt, die wiederum zwischen ein Paar nicht-poröse, elektrisch leitfähige Bauteile oder Platten eingeklemmt sind. Die Platten wirken als Stromabnehmer für die Anode und die Kathode und enthalten geeignete darin gebildete Kanäle und Öffnungen zur Verteilung der gasförmigen Reaktionspartner der Brennstoffzelle über die Oberfläche der jeweiligen Anoden- und Kathodenkatalysatoren. Zur effizienten Erzeugung von Strom muss die Polymerelektrolyt-Membran einer PEM-Brennstoffzelle dünn, chemisch beständig, protonendurchlässig, elektrisch nicht leitfähig und gasundurchlässig sein. In typischen Anwendungen werden Brennstoffzellen zur Bereitstellung von hohen elektrischen Leistungen in Anordnungen vieler einzelner Brennstoffzellen-Stacks bereitgestellt.
- Ein Mechanismus, durch den ionenleitende Polymer-Membranen degradieren, ist durch den Verlust von Fluor (d. h. Fluoridemission) unter Leerlaufspannung (OCV) und trockenen Betriebsbedingungen bei erhöhter Temperatur. Zusatzstoffe zu PFSA-Membranen müssen unter diesen Bedingungen die Lebensdauer der Brennstoffzelle verbessern, die Haltbarkeit der Membran erhöhen und Fluoridemissionen verringern.
- Demzufolge besteht eine Notwendigkeit für verbesserte ionenleitende Membranen mit verringerten Fluoridemissionen.
-
DE 603 15 209 T2 beschäftigt sich mit der Verbesserung der Befeuchtung der Elektrolytmembran in Brennstoffzellen. Diese Druckschrift offenbart eine MEA, die eine Elektrolytmembran enthält, in der Metallatome an organische Gruppen gebunden sind. -
DE 100 61 959 A1 stellt ionenleitende Membranen vor, die eine gute Leitfähigkeit für Protonen bzw. Kationen sowie eine geringe Permeabilität für Methanol aufweisen. Diese Membranen sind aus einem Verbundwerkstoff aufgebaut, der eine anorganische Komponente enthält, in der Metallatome enthalten sein können. - Auch
DE 101 15 928 A1 stellt Elektrolytmembranen vor, die aus einem Verbundwerkstoff gefertigt sind, der eine anorganische Komponente enthält, in der Metallverbindungen enthalten sein können. Diese Membranen sollen u. a. eine hohe Protonenleitfähigkeit, einen geringen Gesamtwiderstand der MEA, gute mechanische Eigenschaften, erhöhte Betriebstemperaturen und eine einfache Herstellung ermöglichen. - ZUSAMMENFASSUNG VON BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
- Die vorliegende Erfindung löst ein oder mehr Probleme des Stands der Technik, indem sie eine ionenleitende Membran für Brennstoffzellenanwendungen gemäß Anspruch 1 bereitstellt, die ein ionenleitendes Polymer und eine zinnhaltige Verbindung enthält, die zumindest teilweise in dem ionenleitenden Polymer dispergiert ist. Die Menge der zinnhaltigen Verbindung, die zumindest teilweise in dem ionenleitenden Polymer dispergiert ist, reicht aus, um Fluoridemissionen aus der Membran zu verringern. Darüber hinaus erhöht das Einarbeiten einer zinnhaltigen Verbindung vorteilhafterweise die Lebensdauer der Membran und erniedrigt dabei Elektrodenspannungsdegradation in Brennstoffzellen, die im Leerlaufzustand bei 95°C und 50% relativer Feuchte betrieben werden. Zusätzliche Vorteile umfassen verringerte Kosten verglichen mit Zusatzstoffen, die gegenwärtig zur Verringerung (der Degradation/der Fluoridemissionen) ionenleitender Membranen von PFSA-Brennstoffzellen verwendet werden.
- KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
- Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden anhand der ausführlichen Beschreibung und der folgenden begleitenden Zeichnungen besser verständlich:
-
1 ist eine schematische Darstellung einer Brennstoffzelle, die eine ionenleitende Membran einer oder mehr Ausführungsformen der Erfindung enthält, -
2 zeigt die grafische Darstellung der Zellenspannungsdegradation und Fluoridfreisetzungsrate (FFR) über die Zeit für eine Nafion®-1000-Membran mit und ohne Natriumstannat, -
3 zeigt die grafische Darstellung der Leistungsdaten für Nafion® 1000 mit Natriumstannat in Abhängigkeit von 1–100% relativer Feuchte (in der Abbildung steht „HFR” für „Hochfrequenzwiderstand”), und -
4 zeigt die grafische Darstellung der Leistungsdaten für Nafion® 1000 mit und ohne Natriumstannat in Abhängigkeit von 1–100% relativer Feuchte. - AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
- Im Folgenden wird ausführlich auf gegenwärtig bevorzugte Zusammensetzungen, Ausführungsformen und Verfahren der vorliegenden Erfindung Bezug genommen, welche die besten Ausführungsformen der Erfindung darstellen, die den Erfindern gegenwärtig bekannt sind. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu. Es wird jedoch davon ausgegangen, dass die offenbarten Ausführungsformen lediglich beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgeführt werden kann. Daher sollen spezifische hier offenbarte Details nicht als einschränkend ausgelegt werden, sondern lediglich als eine repräsentative Grundlage für jeden Aspekt der Erfindung und/oder als eine repräsentative Grundlage, die einen Fachmann lehrt, die vorliegende Erfindung unterschiedlich zu gebrauchen.
- Außer in den Beispielen, oder wenn ausdrücklich anders angegeben, verstehen sich alle zahlenmäßigen Größen in dieser Beschreibung, die Materialmengen oder Reaktions- und/oder Anwendungsbedingungen angeben, als durch das Wort „ca.” dahingehend geändert, dass sie den weitesten Schutzumfang der Erfindung beschreiben. Die Ausführung innerhalb der angegebenen zahlenmäßigen Beschränkungen ist allgemein bevorzugt. Außerdem gilt, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben: Prozent, „Teile von” und Verhältniswerte beziehen sich auf das Gewicht; die Beschreibung einer Gruppe oder Klasse von Materialien als für einen bestimmten Zweck in Verbindung mit der Erfindung geeignet oder bevorzugt setzt voraus, dass Mischungen von 2 oder mehr der Elementen der Gruppe oder Klasse gleichermaßen geeignet oder bevorzugt sind; die Beschreibung von Bestandteilen in chemischen Begriffen bezieht sich auf die Bestandteile zum Zeitpunkt der Zugabe zu einer in der Beschreibung vorgegebenen Kombination und schließt nicht notwendigerweise chemische Wechselwirkungen zwischen den Bestandteilen einer Mischung nach dem Mischen aus; die erste Definition eines Akronyms oder einer anderen Abkürzung gilt für alle nachfolgenden Verwendungen derselben Abkürzung und gilt entsprechend für normale grammatikalische Abwandlungen der anfänglich definierten Abkürzung; und, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, wird die Messung einer Eigenschaft mit derselben Technik bestimmt wie zuvor oder im Folgenden für dieselbe Eigenschaft angegeben.
- Es wird außerdem darauf hingewiesen, dass die Einzahlformen „ein/eine/eines” und „der/die/das”, wie in der Beschreibung und den anhängigen Ansprüchen verwendet, die Mehrzahl umfassen, wenn aus dem Kontext nicht deutlich etwas anderes hervorgeht. Zum Beispiel soll der Verweis auf einen Bestandteil in der Einzahl mehrere Bestandteile umfassen.
- Immer, wenn in dieser Anmeldung auf Veröffentlichungen verwiesen wird, werden die Offenbarungen dieser Veröffentlichungen in ihrer Gesamtheit hiermit durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen, um den Stand der Technik, den diese Erfindung betrifft, näher zu beschreiben.
- Unter Bezugnahme auf
1 wird eine Brennstoffzelle, die eine ionenleitende Membran einer oder mehr Ausführungsformen der Erfindung enthält, bereitgestellt. Die PEM-Brennstoffzelle10 umfasst die ionenleitfähige Polymer-Membran12 , die zwischen Kathodenkatalysatorschicht14 und Anodenkatalysatorschicht16 angeordnet ist. Die ionenleitfähige Polymer-Membran12 umfasst eine wirksame Menge Stannat, wie nachstehend dargelegt. Die Brennstoffzelle10 umfasst außerdem leitfähige Platten20 ,22 , Gaskanäle60 und66 sowie Gasdiffusionsschichten24 und26 . - In der vorliegenden Erfindung umfasst eine ionenleitende Membran für Brennstoffzellenanwendungen gemäß Anspruch 1 ein ionenleitendes Polymer und eine zinnhaltige Verbindung, die zumindest teilweise in dem ionenleitenden Polymer dispergiert ist. In einer Abwandlung umfasst die ionenleitende Membran außerdem eine metallhaltige Verbindung, die ein Metall (d. h. ein Metallion) aufweist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Ce(III), Ce(IV), Mn(II) und Mn(IV) besteht. Beispiele für metallhaltige Verbindungen umfassen MnO2, Mn2O3, MnCl2, MnSO4, CeCl3, Ce2(CO3)3, CeF3, Ce2O3, CeO2, Ce(SO4)2, Ce(OSO2CF3)3 und Kombinationen davon.
- Die zinnhaltige Verbindung liegt in der ionenleitenden Membran in einer Menge von ca. 0,1 bis ca. 5 Gewichtsprozent des Gesamtgewichts der ionenleitenden Membran vor.
- Die zinnhaltige Verbindung wird durch die folgende Formel beschrieben:
MxSnO4,
M ein Kation ist, und
x eine Zahl ist, so dass Mx die Ladung auf SnO4 2– ausgleicht. Typischerweise ist x 1 oder 2, abhängig von M. In einer Weiterentwicklung ist M aus der Gruppe ausgewählt, die aus Wasserstoff, Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium besteht. - Die Membran der vorliegenden Erfindung umfasst als ionenleitendes Polymer ein auf sulfoniertem Tetrafluorethylen basierendes Fluorpolymer-Copolymer. Diese Klasse von Polymeren wird manchmal als Perfluorsulfonsäure-Polymere (PFSA-Polymere) bezeichnet. Spezifische Beispiele für solche Polymere umfassen die Nafion®-Reihe von Polymeren, die im Handel von E. I. du Pont de Nemours and Company erhältlich ist. In einer anderen Weiterentwicklung umfasst das ionenleitende Polymer einen Perfluorcyclobutylrest. Beispiele für diese geeigneten Polymere sind in den Schriften
US 3 282 875 A ,US 3 041 317 A ,US 3 718 627 A ,US 2 393 967 A ,US 2 559 752 A ,US 2 593 583 A ,US 3 770 567 A ,US 2007/0099054 A1 US 2009/0281245 A1 US 2009/0278091 A1 US 2009/0281270 A1 US 2009/0281262 A1 - Die folgenden Beispiele veranschaulichen die verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Für Fachleute sind viele Abwandlungen erkennbar, die innerhalb des Geistes der vorliegenden Erfindung und des Schutzumfangs der Ansprüche liegen.
- Membranvorbehandlung. Es wurden 5 Gew.-% – basierend auf Perfluorsulfonsäure(PFSA)-Polymer-Feststoffanteil in 1-Propanol und Wasser (Gewichtsverhältnis 3:2) – Natriumstannat zugesetzt. Der überwiegende Teil des Stannatsalzes war nach 24 h unlöslich und das Gemisch wurde zur Entfernung von suspendierten Salzen zentrifugiert. Der klare Überstand wurde mit dem Bird Applicator mit einer Beschichtungslücke von 8/1000 Zoll auf Glas aufgetragen, und der erhaltene nasse Film wurde anschließend für 1 h bei 80°C und anschließend bei 130°C für 5 h erhitzt. Der Film wurde von dem Glas abgeschwemmt und luftgetrocknet und es wurde eine 20-μm-Membran erhalten. Die Brennstoffzellenbauweise wies katalysatorbeschichtete Diffusionsmedien (CCDM), 0,4/0,4 mg/cm2 Pt-Beladung, 38 cm2 aktive Bereiche und Zwischendichtungen auf. Betriebsbedingungen waren Leerlaufspannung (OCV) bei 95°C, 50/50% relative Feuchte (an den) Anoden-Einlassen und 5/5 Anoden-Kathoden-H2-Luft-Verhältnis.
-
2 zeigt grafische Darstellungen der Zellenspannungsdegradation und Fluoridemissionsrate über die Zeit für eine Nafion®-1000-Membran mit und ohne Natriumstannat. Natriumstannat verbessert die Haltbarkeit einer Nafion®-1000-Membran (um mehr als den Faktor 2 von 150 h ohne Stannat auf mehr als 225 h [1,8 ml H2-Durchtritt]), verringert die Elektrodenspannungsdegradationsrate (von –550 μV/h ohne Stannat auf –180 μV/h) und verringert Fluoridemissionen (um Faktor 6, von 5 × 10–5 g/h/cm2 auf 9 × 10–7 g/h/cm2) unter Anwendung von 0,4/0,4 mg/cm2 Pt-Beladungen in 38 cm2 aktiven Bereichen von Brennstoffzellen, die bei Leerlaufspannung bei 95°C, 50/50% relativer Feuchte und 5/5 H2-Luft-Verhältnis betrieben wurden. Die anfängliche Leistung der stannatbehandelten Membran war anfangs geringer (0,92 V) als die der Nafion®-1000-Membran ohne Stannat (0,94 V), aber die Leistung der beiden Membranen war nach nur 50 h Brennstoffzellenbetrieb gleichwertig, hauptsächlich aufgrund der schnellen Degradation der Nafion®-1000-Membran ohne zugesetztes Stannat. -
3 zeigt die grafische Darstellung der Leistungsdaten von Nafion® 1000 mit Natriumstannat in Abhängigkeit von 1–100% relativer Feuchte.4 zeigt die grafische Darstellung der Leistungsdaten von Nafion® 1000 mit und ohne Natriumstannat in Abhängigkeit von 1–100% relativer Feuchte. Die anfängliche Brennstoffzellenleistung bei 95°C, 1,0 A/cm2 Brennstoffzellenleistung und weniger als 70% relativer Feuchte (rF) Auslassgasströmen der Nafion®-1000-Membran mit Natriumstannat ist schlechter als die von Nafion® 1000 allein. Die stannathaltige Membran ist jedoch um den Faktor 2 haltbarer. Die Brennstoffzellenleistung der stannathaltigen Membran übertrifft die von Nafion® 1000 allein nach 50 h Betrieb bei Leerlaufspannung bei 95°C und 50% rF Auslassgasströmen.
Claims (5)
- Ionenleitende Membran für Brennstoffzellenanwendungen, wobei die ionenleitende Membran das Folgende umfasst: ein ionenleitendes Polymer und eine zinnhaltige Verbindung, die zumindest teilweise in dem ionenleitenden Polymer dispergiert ist und in einer Menge von 0,1 bis 5 Gewichts-% des Gesamtgewichts der ionenleitenden Membran vorliegt, wobei das ionenleitende Polymer ein Fluorpolymer-Copolymer auf Basis von sulfoniertem Tetrafluorethylen ist, und wobei die zinnhaltige Verbindung durch Formel I beschrieben wird:
MxSnO4 (I), - Membran gemäß Anspruch 1, wobei das M in Formel I aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Wasserstoff, Natrium, Kalium, Calcium und Magnesium besteht.
- Ionenleitende Membran gemäß Anspruch 1, welche außerdem eine metallhaltige Verbindung umfasst, die ein Metall umfasst, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sn(IV), Ce(III), Ce(IV), Mn(II) und Mn(IV) besteht.
- Membran gemäß Anspruch 3, wobei die metallhaltige Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus MnO2, Mn2O3, MnCl2, MnSO4, CeCl3, Ce2(CO3)3, CeF3, Ce2O3, CeO2, Ce(SO4)2, Ce(OSO2CF3)3 besteht.
- Membran gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das ionenleitende Polymer einen Perfluorcyclobutylrest umfasst.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US12/548,345 US8852823B2 (en) | 2009-08-26 | 2009-08-26 | Sodium stannate additive to improve the durability of PEMS for H2/air fuel cells |
| US12/548,345 | 2009-08-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102010034949A1 DE102010034949A1 (de) | 2011-05-05 |
| DE102010034949B4 true DE102010034949B4 (de) | 2017-04-06 |
Family
ID=43625419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102010034949.6A Expired - Fee Related DE102010034949B4 (de) | 2009-08-26 | 2010-08-20 | Stannat-Zusatzstoff zur Verbesserung der Haltbarkeit von Protonenaustausch-Membranen für H2-Luft-Brennstoffzellen |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8852823B2 (de) |
| CN (1) | CN102005584A (de) |
| DE (1) | DE102010034949B4 (de) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8852823B2 (en) | 2009-08-26 | 2014-10-07 | GM Global Technology Operations LLC | Sodium stannate additive to improve the durability of PEMS for H2/air fuel cells |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10061959A1 (de) * | 2000-12-13 | 2002-06-20 | Creavis Tech & Innovation Gmbh | Kationen-/protonenleitende, mit einer ionischen Flüssigkeit infiltrierte keramische Membran, Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung der Membran |
| DE10115928A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Creavis Tech & Innovation Gmbh | Elektrolytmembran, diese umfassende Membranelektrodeneinheiten, Verfahren zur Herstellung und spezielle Verwendungen |
| DE60315209T2 (de) * | 2002-03-07 | 2008-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Feststoffelektrolyt mit Poren von Nanometer-Grösse |
Family Cites Families (77)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2251660A (en) | 1938-12-15 | 1941-08-05 | Burgess Battery Co | Air-distributing apparatus for ventilating systems |
| US2393967A (en) | 1942-12-24 | 1946-02-05 | Du Pont | Process for polymerizing tetrafluoroethylene |
| US2559752A (en) | 1951-03-06 | 1951-07-10 | Du Pont | Aqueous colloidal dispersions of polymers |
| US2593583A (en) | 1951-03-14 | 1952-04-22 | Du Pont | Method for coagulating aqueous dispersions of polytetrafluoroethylene |
| US3041317A (en) | 1960-05-02 | 1962-06-26 | Du Pont | Fluorocarbon sulfonyl fluorides |
| US3282875A (en) | 1964-07-22 | 1966-11-01 | Du Pont | Fluorocarbon vinyl ether polymers |
| US3718627A (en) | 1968-11-26 | 1973-02-27 | Du Pont | Cf{11 {32 cfcf{11 cf{11 so{11 {11 f and derivatives and polymers thereof |
| US3770567A (en) | 1971-11-08 | 1973-11-06 | Du Pont | Laminates of support material and fluorinated polymer containing pendant side chains containing sulfonyl groups |
| US5066746A (en) | 1989-06-09 | 1991-11-19 | The Dow Chemical Company | Perfluorocyclobutane ring-containing polymers |
| US5159037A (en) | 1989-06-09 | 1992-10-27 | The Dow Chemical Company | Perfluorocyclobutane ring-containing polymers |
| US5021602A (en) | 1989-06-09 | 1991-06-04 | The Dow Chemical Company | Reactive compounds containing perfluorocyclobutane rings |
| US5037917A (en) | 1989-06-09 | 1991-08-06 | The Dow Chemical Company | Perfluorocyclobutane ring-containing polymers |
| US5159038A (en) | 1989-06-09 | 1992-10-27 | Dow Chemical Company | Perfluorocyclobutane ring-containing polymers |
| US6444343B1 (en) | 1996-11-18 | 2002-09-03 | University Of Southern California | Polymer electrolyte membranes for use in fuel cells |
| US5910378A (en) | 1997-10-10 | 1999-06-08 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Membrane electrode assemblies |
| US6124060A (en) | 1998-05-20 | 2000-09-26 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Solid polymer electrolytes |
| JP2000106203A (ja) | 1998-09-30 | 2000-04-11 | Aisin Seiki Co Ltd | 固体高分子電解質膜及び燃料電池用電極及び固体高分子電解質型燃料電池 |
| US6277512B1 (en) | 1999-06-18 | 2001-08-21 | 3M Innovative Properties Company | Polymer electrolyte membranes from mixed dispersions |
| US6523699B1 (en) | 1999-09-20 | 2003-02-25 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Sulfonic acid group-containing polyvinyl alcohol, solid polymer electrolyte, composite polymer membrane, method for producing the same and electrode |
| EP1126537B1 (de) | 2000-02-15 | 2010-12-15 | Asahi Glass Company Ltd. | Blockpolymer, Verfahren zur Herstellung von Polymer und Festpolymerelektrolytbrennstoffzelle |
| US6559237B1 (en) | 2000-06-05 | 2003-05-06 | 3M Innovative Properties Company | Sulfonated perfluorocyclobutane ion-conducting membranes |
| IT1318593B1 (it) | 2000-06-23 | 2003-08-27 | Ausimont Spa | Ionomeri fluorurati. |
| JP3411897B2 (ja) | 2000-10-12 | 2003-06-03 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子型燃料電池の活性固体高分子電解質膜 |
| DE10201691A1 (de) | 2001-01-19 | 2002-09-05 | Honda Motor Co Ltd | Polymerelektrolytmembran, Verfahren zu deren Herstellung und Membranelektrodenanordnung und Polymerelektrolytbrennstoffzelle, die diese umfasst |
| DE10201886B4 (de) | 2001-01-19 | 2014-01-23 | Honda Giken Kogyo K.K. | Polymerelektrolytmembran sowie Verfahren zur Herstellung dieser und Festpolymerelektrolytbrennstoffzelle, welche diese verwendet |
| US7541308B2 (en) | 2001-04-11 | 2009-06-02 | Cabot Corporation | Fuel cells and other products containing modified carbon products |
| JP2003017074A (ja) | 2001-07-02 | 2003-01-17 | Honda Motor Co Ltd | 燃料電池 |
| US6706432B2 (en) * | 2001-08-01 | 2004-03-16 | Magpower Systems, Inc. | Methods and products for improving performance of batteries/fuel cells |
| US6953653B2 (en) | 2001-08-30 | 2005-10-11 | Clemson University | Fluoropolymer compositions, optical devices, and methods for fabricating optical devices |
| US20030170521A1 (en) * | 2001-11-16 | 2003-09-11 | Zhengming Zhang | Proton exchange membrane (PEM) for a fuel cell |
| JP3634304B2 (ja) | 2001-12-12 | 2005-03-30 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子型燃料電池用電極構造体 |
| JP3621078B2 (ja) | 2002-06-20 | 2005-02-16 | 田中貴金属工業株式会社 | 高分子固体電解質形燃料電池の燃料極 |
| JP4037698B2 (ja) | 2002-06-26 | 2008-01-23 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子型セルアセンブリ |
| JP3878520B2 (ja) | 2002-07-18 | 2007-02-07 | 本田技研工業株式会社 | プロトン伝導性高分子固体電解質およびその製造方法 |
| JP3867029B2 (ja) | 2002-08-20 | 2007-01-10 | Ｊｓｒ株式会社 | プロトン伝導膜の製造方法 |
| US7473485B2 (en) | 2002-09-04 | 2009-01-06 | Utc Power Corporation | Extended electrodes for PEM fuel cell applications |
| KR100621491B1 (ko) | 2002-12-02 | 2006-09-19 | 산요덴키가부시키가이샤 | 고체 고분자 전해질막, 상기 막을 이용한 고체 고분자형연료 전지 및 그 제조 방법 |
| JP2004186050A (ja) | 2002-12-04 | 2004-07-02 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池用電極構造体 |
| EP1465277A1 (de) | 2003-03-19 | 2004-10-06 | HONDA MOTOR CO., Ltd. | Feststoff Polymerelektrolyt und Protonenleitende Membran |
| JP4384485B2 (ja) | 2003-07-09 | 2009-12-16 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池 |
| JP2005036113A (ja) | 2003-07-16 | 2005-02-10 | Honda Motor Co Ltd | スルホン化ポリフォスファゼン誘導体及びその製造方法 |
| JP2007503098A (ja) | 2003-08-19 | 2007-02-15 | イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー | 電気化学電池のための、非イオノマーフルオロポリマーとブレンドされたフッ素化イオノマーの膜 |
| JP5000073B2 (ja) | 2003-09-08 | 2012-08-15 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池スタックの氷点下起動方法、燃料電池スタックの氷点下起動システム、および燃料電池スタックの設計方法 |
| US6974648B2 (en) | 2003-09-12 | 2005-12-13 | General Motors Corporation | Nested bipolar plate for fuel cell and method |
| US20050064260A1 (en) | 2003-09-19 | 2005-03-24 | Jsr Corporation | Membrane-electrode structure for solid polymer fuel cell |
| JP4486340B2 (ja) | 2003-10-22 | 2010-06-23 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用電極−膜接合体の製造方法 |
| JP4486341B2 (ja) | 2003-10-22 | 2010-06-23 | 本田技研工業株式会社 | 燃料電池用電解質膜の製造方法および燃料電池用電解質膜の製造装置 |
| US8057847B2 (en) | 2003-10-31 | 2011-11-15 | Utc Fuel Cells, Llc | Method for preparing membranes and membrane electrode assemblies with hydrogen peroxide decomposition catalyst |
| US7601447B2 (en) | 2003-11-12 | 2009-10-13 | Honda Motor Co., Ltd. | Electrolyte-electrode assembly comprising an isotropic layer |
| US20050106440A1 (en) | 2003-11-19 | 2005-05-19 | Honda Motor Co., Ltd. | Proton conductor and method for producing the same |
| JP2005162772A (ja) | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Jsr Corp | プロトン伝導体組成物およびプロトン伝導膜 |
| JP2005166557A (ja) | 2003-12-04 | 2005-06-23 | Jsr Corp | 高分子電解質複合膜およびその製造法、ならびにそれを用いた固体高分子型燃料電池 |
| JP4294457B2 (ja) | 2003-12-10 | 2009-07-15 | Ｊｓｒ株式会社 | プロトン伝導体組成物およびプロトン伝導膜 |
| JP4431650B2 (ja) | 2003-12-15 | 2010-03-17 | サンノプコ株式会社 | 蛍光増白増強剤 |
| US7537857B2 (en) | 2003-12-17 | 2009-05-26 | Bdf Ip Holdings Ltd. | Reduced degradation of ion-exchange membranes in electrochemical fuel cells |
| JP4304101B2 (ja) | 2003-12-24 | 2009-07-29 | 本田技研工業株式会社 | 電解質膜・電極構造体及び燃料電池 |
| JP4109623B2 (ja) | 2003-12-25 | 2008-07-02 | 本田技研工業株式会社 | プロトン伝導体及びその製造方法 |
| DE112005000196T5 (de) | 2004-01-20 | 2006-11-30 | E.I. Dupont De Nemours And Co., Wilmington | Verfahren zum Herstellen stabiler Protonaustauschmembranen und eines Katalysators zur Verwendung darin |
| JP4351557B2 (ja) | 2004-03-03 | 2009-10-28 | 本田技研工業株式会社 | プロトン伝導体 |
| JP4116585B2 (ja) | 2004-04-07 | 2008-07-09 | 本田技研工業株式会社 | 固体高分子型燃料電池 |
| DE602005025213D1 (de) | 2004-06-22 | 2011-01-20 | Asahi Glass Co Ltd | Flüssige zusammensetzung, verfahren zu deren herstellung und verfahren zur herstellung einer membranelektrodenbaugruppe für polymerelektrolyt-brennstoffzelle |
| JP2006054165A (ja) | 2004-07-15 | 2006-02-23 | Honda Motor Co Ltd | 固体高分子型燃料電池及び固体高分子型燃料電池の製造方法 |
| US20060127728A1 (en) | 2004-12-15 | 2006-06-15 | JSR CORPORATION; and | Membrane-electrode assembly for fuel cell |
| US8178224B2 (en) | 2005-02-08 | 2012-05-15 | GM Global Technology Operations LLC | Sulfonated polyelectrolyte membranes containing perfluorosulfonate ionomers |
| US20070099054A1 (en) | 2005-11-01 | 2007-05-03 | Fuller Timothy J | Sulfonated-perfluorocyclobutane polyelectrolyte membranes for fuel cells |
| WO2007052954A1 (en) | 2005-11-01 | 2007-05-10 | Lg Chem, Ltd. | Block copolymers containing perfluorocyclobutane rings and electrolyte membranes using the same |
| US8492460B2 (en) | 2006-07-28 | 2013-07-23 | GM Global Technology Operations LLC | Fluorinated polymer blocks for PEM applications |
| US8318377B2 (en) | 2007-03-16 | 2012-11-27 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Membrane-electrode junction agent, proton conducting membrane having junction layer, membrane-electrode assembly, polymer electrolyte fuel cell, and manufacturing method of the membrane-electrode assembly |
| EP2131432B1 (de) * | 2007-03-16 | 2012-12-26 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Elektrodenbinder, elektrode, membran-elektrodenbaugruppe und festpolymer-brennstoffzelle |
| US7709130B2 (en) * | 2007-03-26 | 2010-05-04 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Fuel cell |
| JP5358115B2 (ja) | 2008-04-04 | 2013-12-04 | 出光興産株式会社 | 脂環式構造及びペルフルオロシクロブチルエーテル構造を有するポリマー |
| US7897693B2 (en) | 2008-05-09 | 2011-03-01 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Proton conductive polymer electrolytes and fuel cells |
| US7897692B2 (en) | 2008-05-09 | 2011-03-01 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Sulfonated perfluorocyclobutane block copolymers and proton conductive polymer membranes |
| US7985805B2 (en) | 2008-05-09 | 2011-07-26 | GM Global Technology Operations LLC | Polyelectrolyte membranes comprised of blends of PFSA and sulfonated PFCB polymers |
| US7897691B2 (en) | 2008-05-09 | 2011-03-01 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Proton exchange membranes for fuel cell applications |
| US7888433B2 (en) | 2008-05-09 | 2011-02-15 | Gm Global Technology Operations, Inc. | Sulfonated-polyperfluoro-cyclobutane-polyphenylene polymers for PEM fuel cell applications |
| US8852823B2 (en) | 2009-08-26 | 2014-10-07 | GM Global Technology Operations LLC | Sodium stannate additive to improve the durability of PEMS for H2/air fuel cells |
-
2009
- 2009-08-26 US US12/548,345 patent/US8852823B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2010
- 2010-08-20 DE DE102010034949.6A patent/DE102010034949B4/de not_active Expired - Fee Related
- 2010-08-26 CN CN2010102650082A patent/CN102005584A/zh active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10061959A1 (de) * | 2000-12-13 | 2002-06-20 | Creavis Tech & Innovation Gmbh | Kationen-/protonenleitende, mit einer ionischen Flüssigkeit infiltrierte keramische Membran, Verfahren zu deren Herstellung und die Verwendung der Membran |
| DE10115928A1 (de) * | 2001-03-30 | 2002-10-10 | Creavis Tech & Innovation Gmbh | Elektrolytmembran, diese umfassende Membranelektrodeneinheiten, Verfahren zur Herstellung und spezielle Verwendungen |
| DE60315209T2 (de) * | 2002-03-07 | 2008-04-10 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Feststoffelektrolyt mit Poren von Nanometer-Grösse |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20110053035A1 (en) | 2011-03-03 |
| CN102005584A (zh) | 2011-04-06 |
| US8852823B2 (en) | 2014-10-07 |
| DE102010034949A1 (de) | 2011-05-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69435082T2 (de) | Organische brennstoffzelle, verfahren zum betrieb der zelle und herstellung einer elektrode dafür | |
| DE102008046403B4 (de) | Sauerstoffentwicklungsreaktionskatalysatoren enthaltende Elektroden | |
| DE102009025253B4 (de) | Brennstoffzelle mit einem Elektrolyt stabilisierenden Mittel und Herstellverfahren dafür | |
| DE102010004054B4 (de) | Verfahren zum Ausbilden einer Membranelektrodenanordnung | |
| DE112006003025T5 (de) | Bestandteile von Brennstoffzellen mit hoher Haltbarkeit mit Cersalzzusätzen | |
| DE102012220628B4 (de) | Brennstoffzellenmembran mit auf Nanofaser getragenen Katalysatoren, Brennstoffzelle und Verfahren zur Herstellung der Membran | |
| DE112006001729T5 (de) | Spannungswechselbeständige Katalysatoren | |
| DE102009035312A1 (de) | Gasdiffusionsschicht mit geringerem Gasdiffusionsvermögen | |
| DE102012212420A1 (de) | Membran mit laminierter Struktur und orientierungsgesteuerten Nanofaser-Verstärkungszusatzstoffen für Brennstoffzellen | |
| DE19737389A1 (de) | Gasdiffusionselektroden auf Basis von Polyethersulfon-Kohlenstoff-Gemischen | |
| DE102010035356B4 (de) | Ionenleitende Membran für Brennstoffzellenanwendungen | |
| DE602004010021T2 (de) | Tinte zur Herstellung einer Katalysatorschicht, Elektrode und Membran-Elektrode-Anordnung in denen solche Tinte verwendet wird | |
| EP1601037B1 (de) | Membran-Elektroden-Einheit für Direkt-Methanol-Brennstoffzellen (DMFC) | |
| DE102016220653A1 (de) | Korrosionsbeständiger katalysator | |
| DE602004009603T2 (de) | Monomerverbindung, graft-copolymerverbindung, verfahren zu deren herstellung, polymerelektrolytmembran und kraftstoffzelle | |
| DE102012222049A1 (de) | Verbesserte Elektrode mit verringerter Schwundrissbildung durch Ionomere mit gemischtem Äquivalentgewicht | |
| DE102020213449A1 (de) | Membran-Elektrodeneinheit mit verbesserter Beständigkeit und Protonenleitfähigkeit und Verfahren zu deren Herstellung | |
| DE102013210302A1 (de) | Sulfonierte PPS-Brennstoffzellenelektrode | |
| DE112011100413T5 (de) | Membranelektrodenanordnung für Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle und Polymer-Elektrolyt-Brennstoffzelle | |
| DE102010056453A1 (de) | Verfahren zur Verringerung des chemischen Abbaus einer Brennstoffzelle | |
| DE102013210303B4 (de) | PT-Nanoröhren | |
| DE102012217434A1 (de) | Polymethylmethacrylat-Zusatzmittel für eine Polyelektrolytmembran | |
| DE102010034949B4 (de) | Stannat-Zusatzstoff zur Verbesserung der Haltbarkeit von Protonenaustausch-Membranen für H2-Luft-Brennstoffzellen | |
| DE102012212478A1 (de) | Auf ePTFE getragene Polyelektrolytmembranen hergestellt mit Ionomer-Kynar-Gemischen | |
| DE102015121787B4 (de) | Gepfropfte funktionelle Gruppen an Träger aus expandiertem Tetrafluorethylen (ePTFE) für Brennstoffzellen- und Wassertransportmembranen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| 8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC , ( N. D. , US |
|
| R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS LLC (N. D. GES, US Free format text: FORMER OWNER: GM GLOBAL TECHNOLOGY OPERATIONS, INC., DETROIT, MICH., US Effective date: 20110323 |
|
| R016 | Response to examination communication | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: H01M0008100000 Ipc: H01M0008101600 |
|
| R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
| R020 | Patent grant now final | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |