JP2005344104A5 - イオン性基を有するポリマー、高分子電解質材料および高分子電解質型燃料電池 - Google Patents
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Description
本発明は、イオン性基を有するポリマー、高分子電解質材料および高分子電解質型燃料電池に関するものである。
電気化学用途としては、イオン性基を有するポリマーは高分子電解質材料として燃料電池、レドックスフロー電池、水電解装置およびクロロアルカリ電解装置等に使用されている。
Ｐ＝Ｂ／Ａ ……（Ｆ１）
（式中、Ａは該ポリマーの乾燥重量１ｇあたりが有するイオン性基の全数を表し、ＢはＡのうち電子吸引性基を有する芳香族環に結合したイオン性基の数を表す。）であり、また、本発明の高分子電解質材料ならびに高分子電解質型燃料電池は、いずれもかかるイオン性基を有するポリマーを用いて構成されていることを特徴とするものである。
本発明によって、プロトン伝導性に優れ、かつ、燃料遮断性にも優れたイオン性基を有するポリマーおよびそれからなる高分子電解質材料が得られる。さらには高出力で高エネルギー容量の高分子電解質型燃料電池を提供することができる。
本発明者らは、かかるイオン性基を有するポリマーにおいて、該ポリマーに結合したイオン性基を、電子吸引性基を有する芳香族環に結合したイオン性基とそれ以外のイオン性基に分類した場合、前者の数（Ｂ）と全体数（Ａ）との比（Ｐ）が前述の範囲を満たすものにおいて、該ポリマーの特性が向上し、高プロトン伝導性となり、かつ、低燃料クロスオーバーとなること、さらには該ポリマーを高分子電解質材料などとして燃料電池用途に用いた場合に、高出力、高エネルギー容量であるものを提供することができるという、意外な効果を奏することを見出し、本発明に到達したものである。
Claims (5)
- 下記数式（Ｆ１）で定義されるＰが０．２〜０．９９５であることを特徴とするイオン性基を有するポリマー。
Ｐ＝Ｂ／Ａ ……（Ｆ１）
（式中、Ａは該ポリマーの乾燥重量１ｇあたりが有するイオン性基の全数を表し、ＢはＡのうち電子吸引性基を有する芳香族環に結合したイオン性基の数を表す。） - 該イオン性基を有するポリマーが、下記一般式（Ｉ）で表される構造を含むことを特徴とする請求項１に記載のイオン性基を有するポリマー。
−Ａｒ１−Ｗ−Ａｒ２− （Ｉ）
（式中、Ａｒ１およびＡｒ２は置換されていてもよい２価のアリーレン基、Ｗは電子吸引性の２価の基を表す。Ａｒ１、Ａｒ２および／またはＷはそれぞれが２種類以上の基を表してもよい。） - 該イオン性基を有するポリマーが、下記一般式（ＩＩ）で表される構造を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のイオン性基を有するポリマー。
−Ｙ−Ｅ−Ｙ− （ＩＩ）
（式中、Ｅは芳香族環を有する２価の基を表す。Ｙは酸素、硫黄またはセレンを表す。Ｅおよび／またはＹはそれぞれが２種類以上の基を表してもよい。） - 請求項１〜３のいずれかに記載のイオン性基を有するポリマーからなることを特徴とする高分子電解質材料。
- 請求項４に記載の高分子電解質材料を用いてなる高分子電解質型燃料電池。
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