JP2006054179A - 電気化学デバイス用プロトン伝導媒体及びそれを含む電気化学デバイス - Google Patents
電気化学デバイス用プロトン伝導媒体及びそれを含む電気化学デバイス Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006054179A JP2006054179A JP2005224985A JP2005224985A JP2006054179A JP 2006054179 A JP2006054179 A JP 2006054179A JP 2005224985 A JP2005224985 A JP 2005224985A JP 2005224985 A JP2005224985 A JP 2005224985A JP 2006054179 A JP2006054179 A JP 2006054179A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- proton conducting
- group
- electrochemical device
- conducting medium
- proton
- 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.)
- Granted
Links
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 61
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 37
- 150000001768 cations Chemical group 0.000 claims abstract description 37
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 73
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 61
- 239000012078 proton-conducting electrolyte Substances 0.000 claims description 56
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 38
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 34
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 31
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 31
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 24
- -1 ammonium cations Chemical class 0.000 claims description 21
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 19
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 16
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims description 14
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 11
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N tetraphosphorus decaoxide Chemical compound O1P(O2)(=O)OP3(=O)OP1(=O)OP2(=O)O3 DLYUQMMRRRQYAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N fluorosulfonic acid Chemical group OS(F)(=O)=O UQSQSQZYBQSBJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims description 7
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 6
- ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N Dimethylamine Chemical compound CNC ROSDSFDQCJNGOL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 claims description 4
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 4
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 claims description 4
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O Imidazolium Chemical compound C1=C[NH+]=CN1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O Methylammonium ion Chemical compound [NH3+]C BAVYZALUXZFZLV-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 3
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052747 lanthanoid Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 150000002602 lanthanoids Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002577 polybenzoxazole Polymers 0.000 claims description 3
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002717 polyvinylpyridine Polymers 0.000 claims description 3
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N tetrabutylammonium Chemical compound CCCC[N+](CCCC)(CCCC)CCCC DZLFLBLQUQXARW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N tetraethylammonium Chemical compound CC[N+](CC)(CC)CC CBXCPBUEXACCNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N tetramethylammonium Chemical compound C[N+](C)(C)C QEMXHQIAXOOASZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O triethylammonium ion Chemical compound CC[NH+](CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims description 3
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims 4
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims 2
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 101100289061 Drosophila melanogaster lili gene Proteins 0.000 claims 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 claims 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 15
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 102
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 description 39
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 38
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 37
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 31
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 29
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 29
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 26
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 description 18
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 17
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 17
- 238000003682 fluorination reaction Methods 0.000 description 17
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 17
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 16
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 15
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 14
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 13
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 12
- BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N methanoic acid Natural products OC=O BDAGIHXWWSANSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 12
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 12
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 11
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 9
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 9
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 9
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000002411 thermogravimetry Methods 0.000 description 8
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 7
- 239000011973 solid acid Substances 0.000 description 7
- OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 4-(3-methoxyphenyl)aniline Chemical compound COC1=CC=CC(C=2C=CC(N)=CC=2)=C1 OSWFIVFLDKOXQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 235000019253 formic acid Nutrition 0.000 description 6
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 6
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 6
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 6
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000557 Nafion® Polymers 0.000 description 5
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 5
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 5
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 5
- 239000002516 radical scavenger Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 4
- 239000012043 crude product Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 4
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000008043 acidic salts Chemical class 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 3
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N imidazole Natural products C1=CNC=N1 RAXXELZNTBOGNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 3
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 3
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 3
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 3
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 3
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 3
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 229920002614 Polyether block amide Polymers 0.000 description 2
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 2
- DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N Trifluoroacetic acid Chemical compound OC(=O)C(F)(F)F DTQVDTLACAAQTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000583 acetic acid Drugs 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 2
- 150000001767 cationic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- URSLCTBXQMKCFE-UHFFFAOYSA-N dihydrogenborate Chemical compound OB(O)[O-] URSLCTBXQMKCFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 2
- 229940093915 gynecological organic acid Drugs 0.000 description 2
- 238000001566 impedance spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229910001411 inorganic cation Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052809 inorganic oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011244 liquid electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 2
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 2
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 2
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 2
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 2
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 2
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 2
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 2
- 239000008247 solid mixture Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- ILWRPSCZWQJDMK-UHFFFAOYSA-N triethylazanium;chloride Chemical compound Cl.CCN(CC)CC ILWRPSCZWQJDMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001075 voltammogram Methods 0.000 description 2
- XUKUURHRXDUEBC-SXOMAYOGSA-N (3s,5r)-7-[2-(4-fluorophenyl)-3-phenyl-4-(phenylcarbamoyl)-5-propan-2-ylpyrrol-1-yl]-3,5-dihydroxyheptanoic acid Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1=C(C=2C=CC(F)=CC=2)N(CC[C@@H](O)C[C@H](O)CC(O)=O)C(C(C)C)=C1C(=O)NC1=CC=CC=C1 XUKUURHRXDUEBC-SXOMAYOGSA-N 0.000 description 1
- JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-M 1,1,2,2,3,3,4,4,4-nonafluorobutane-1-sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F JGTNAGYHADQMCM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YZUPZGFPHUVJKC-UHFFFAOYSA-N 1-bromo-2-methoxyethane Chemical compound COCCBr YZUPZGFPHUVJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical group N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910004261 CaF 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004693 Polybenzimidazole Substances 0.000 description 1
- 229910021607 Silver chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 239000011260 aqueous acid Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000009 barium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 125000001797 benzyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(C([H])=C1[H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N borane Chemical class B UORVGPXVDQYIDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000085 borane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001638 boron Chemical class 0.000 description 1
- 125000001246 bromo group Chemical group Br* 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- BRCRFYDCLUTJRQ-UHFFFAOYSA-N chloroboronic acid Chemical compound OB(O)Cl BRCRFYDCLUTJRQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N cobalt(2+) Chemical compound [Co+2] XLJKHNWPARRRJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002322 conducting polymer Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000000539 dimer Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 1
- 125000003983 fluorenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3CC12)* 0.000 description 1
- 238000000806 fluorine-19 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000012362 glacial acetic acid Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 238000004442 gravimetric analysis Methods 0.000 description 1
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000012456 homogeneous solution Substances 0.000 description 1
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 1
- 229910000040 hydrogen fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J hydrogen phosphate;zirconium(4+) Chemical compound [Zr+4].OP([O-])([O-])=O.OP([O-])([O-])=O QOKYJGZIKILTCY-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000037361 pathway Effects 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 239000003495 polar organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002480 polybenzimidazole Polymers 0.000 description 1
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 1
- 229920005597 polymer membrane Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052701 rubidium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M silver monochloride Chemical compound [Cl-].[Ag+] HKZLPVFGJNLROG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000003944 tolyl group Chemical group 0.000 description 1
- ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N triflic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C(F)(F)F ITMCEJHCFYSIIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000166 zirconium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B zirconium(4+);tetraphosphate Chemical class [Zr+4].[Zr+4].[Zr+4].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LEHFSLREWWMLPU-UHFFFAOYSA-B 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B13/00—Diaphragms; Spacing elements
- C25B13/04—Diaphragms; Spacing elements characterised by the material
-
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
- C07F5/00—Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
- C07F5/02—Boron compounds
- C07F5/022—Boron compounds without C-boron linkages
-
- 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
- H01M8/02—Details
-
- 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
- H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
- H01M8/1025—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having only carbon and oxygen, e.g. polyethers, sulfonated polyetheretherketones [S-PEEK], sulfonated polysaccharides, sulfonated celluloses or sulfonated polyesters
-
- 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
- H01M8/1027—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having carbon, oxygen and other atoms, e.g. sulfonated polyethersulfones [S-PES]
-
- 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
- H01M8/103—Polymeric 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]
-
- 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
- H01M8/1032—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having sulfur, e.g. sulfonated-polyethersulfones [S-PES]
-
- 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
- H01M8/1048—Ion-conducting additives, e.g. ion-conducting particles, heteropolyacids, metal phosphate or polybenzimidazole with phosphoric acid
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
- H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
- H01M8/1016—Fuel cells with solid electrolytes characterised by the electrolyte material
- H01M8/1018—Polymeric electrolyte materials
- H01M8/1058—Polymeric electrolyte materials characterised by a porous support having no ion-conducting properties
- H01M8/106—Polymeric electrolyte materials characterised by a porous support having no ion-conducting properties characterised by the chemical composition of the porous support
-
- 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
- H01M8/12—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte
- H01M8/124—Fuel cells with solid electrolytes operating at high temperature, e.g. with stabilised ZrO2 electrolyte characterised by the process of manufacturing or by the material of the electrolyte
-
- 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
- H01M8/14—Fuel cells with fused electrolytes
- H01M8/144—Fuel cells with fused electrolytes characterised by the electrolyte material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0005—Acid electrolytes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
【解決手段】電気化学デバイスと、電気化学デバイスで使用するための伝導媒体であって次式 HaMbQ・nH2O(式中のHはプロトンであり、Mはカチオンであり、Qはフルオロボレート又はフルオロヘテロボレートアニオンであり、nは0.01から1000までの範囲にあり、aは0.01から2までの範囲にあり、bは0から2までの範囲にあり、aとbは該式を電気的に中性にするように選ばれ、そしてbが0より大きい場合bのaに対する比は100対1よりも小さい)を構成するプロトン伝導性電解質を有するプロトン伝導媒体。
【選択図】図1
Description
CO + H2O ⇔ CO2 + H2
から生ずるそれは、それほど高価でなく、貯蔵もより容易である。しかし、このような燃料源はいろいろな量の一酸化炭素を含み、そして<100℃では、10ppmレベルの一酸化炭素がカソード及びアノードで吸着によって白金触媒を被毒させることがある。プロトン膜交換燃料電池のより高温での動作(少なくとも100〜250℃)は、一酸化炭素の吸着の影響を有意に減少させる。より高い温度は、反応速度及び燃料電池の効率を改善することもできる。
HaMbQ・nH2O
のフルオロボレート又はフルオロヘテロボレートを含む電気化学デバイス用(例えば燃料電池用)のプロトン伝導性電解質を含むプロトン伝導媒体を提供し、式中のHはプロトン、Mはカチオン、Qはフルオロボレート又はフルオロヘテロボレートアニオン、nは水和水(H2O)の分子の数であって、任意の数であることができ、あるいは0.01乃至1000の範囲にあることができ、aは0.01から2までの範囲にあり、bは0から2までの範囲にあり、bのaに対する比は100対1よりも小さい。アニオンは一価又は二価でよく、カチオンは+1から+4までの範囲の酸化状態を有することができ、これから(そして、遊離していても溶媒和されていても、プロトンについては+1の電荷であることを考慮して)、下つき添字のaとbはこの式を中性にするように選ばれる。記述されたとおり、上記の式はbが0よりも大きい場合には酸性塩を表すが、本発明は式中にカチオンがない場合(すなわちb=0の場合)を含む。b=0であり、a=1又は2である(すなわち、Qが一価又は二価のアニオンである)態様については、この式の組成は水和された酸のそれ、HaQ・nH2O、である。bが0よりも大きい場合、このプロトン伝導性電解質は酸性塩、HaMbQ・nH2O、である。本発明のプロトン伝導性電解質はまた、酸HaQ・nH2Oと酸性塩HaMbQ・nH2Oの混合物(この場合、Qは同じであっても異なっていてもよい)、あるいは同じ又は異なる酸性塩HaMbQ・nH2O(M及び/又はQは同じであっても異なっていてもよい)の混合物、あるいは上記のものの任意の組み合わせを包含する。本発明の水和された酸の混合物については、aの平均値は1から2までの範囲にある。
(i)組成(B12FxZ12-x)2-又は(B10FxZ10-x)2-のcloso−ボレートアニオン。式中のZはH、Cl、Br又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは、平均でそれぞれ3乃至12、及び2乃至10の範囲にある。
(ii)式((R’R”R”’)NB12FxZ(11-x))1-又は((R’R”R”’)NB10FxZ(9-x))1-の組成のcloso−アンモニオボレートアニオン。式中のNはBと結合し、R’、R”、R”’のおのおのは、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、及び高分子基からなる群から独立に選択され、ZはH、Cl、Br、又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、0乃至11又は0乃至9の範囲にある。
(iii)式(R””CB11FxZ(11-x))1-又は(R””CB9FxZ(9-x))1-の組成のcloso−モノカルボレート(monocarborate)アニオン。式中のR””はCと結合しており、そして水素、アルキル、シクロアルキル、アリール、及び高分子基からなる群から選択され、ZはH、Cl、Br、又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、0乃至11又は0乃至9の範囲にある。
HaMbQ・nH2O
で表される水和されたフルオロボレート又はフルオロヘテロボレート酸又は酸性塩を含み、式中のHは、n個の水和水(H2O)分子と会合したプロトンであり、Mはカチオン、Qはフルオロボレート又はフルオロヘテロボレートアニオンである。このアニオンは一価又は二価であることができ、カチオンは+1から+4までの範囲の酸化状態を有することができ、これから(そして、遊離していても溶媒和されていても、プロトンについては+1の電荷であることを考慮して)、下つき添字のaとbはこの式を電気的に中性にするように選ばれる。従って、aは0.01から2までの実数であることができ、bは0から2までの実数であることができ、そしてbが0よりも大きい場合、bのaに対する比は100対1よりも小さい。含まれるものは、式中にカチオンがない(b=0)の態様であり、この場合、a=1又は2であり(それぞれ、Qが一価又は二価のアニオンである場合)、それにより式はフルオロボレート又はフルオロヘテロボレート酸の式、HaQ・nH2O、になる。同様に含まれるものは、プロトン伝導性電解質がこの酸HaQ・nH2Oと酸性塩HaMbQ・nH2Oの混合物を含む態様である。酸と酸性塩のモル比は、酸対酸性塩が1:10から100:1までの範囲、又は酸対酸性塩が1:1から10:1までの範囲にあることができる。
[ET3NH]2B12FxH12-x(x=10、11、又は12)の調製
10gの氷酢酸中に2.01gのK2B12H12CH3OHのスラリーを、20℃で10%F2/10%O2/80%N2(%は体積による)のガス混合物によりフッ素化した。全部で116mmolのF2を加えた(22%過剰)。スラリーはフッ素化の間ずっと無色のままであり、そしてその粘度が減少する一方で、固形分の完全な溶解は見られなかった。フッ素化が完了したところで、生成物スラリーの酸化剤に対するヨード試験はマイナスであった。次に溶媒を排気し、粗生成物を水に溶解した。塩酸トリエチルアンモニウム(240mmol)を十分なトリエチルアミンとともに加えて、溶液のpHを5にした。生成物をろ過し、水で洗浄し、乾燥させた。3.2 g(収率65%)のフルオロボレート塩が分離された。19F NMR分析により、B12F10H2 2-(7%)、B12F11H2-(18%)、及びB12F12 2-(75%)と、微量のヒドロキシ置換された不純物が示された。粗反応生成物を水に溶解して、トリエチルアミンと塩酸トリエチルアミンで溶液のpHを4〜6の間に調整した。沈殿した生成物を再結晶させ、ろ過し、真空下に100℃で乾燥させた。
ギ酸(含有量15%、O2添加)中でのフッ素によるK2B12H12のフッ素化
この例では、10mlのギ酸中に1.8g(7.2mmol)のK2B12H12CH3OHを含む無色のスラリーを0〜10℃で例1で説明したようにフッ素化した。全部で108mmolのF2(25%過剰)を、10%F2/10%O2/80%N2として加えた。フッ素化の過程で、固形分は完全に溶解し、フッ素化の完了時点で無色の均一な溶液が残された。この粗生成物溶液の19F NMRによる分析から、主にB12F11H2-(35%)、及びB12F12 2-(60%)と、約5%のモノヒドロキシ不純物B12F11OHが示された。二量体不純物は認められなかった。上記のとおりのトリエチルアンモニウム塩による生成物の分離によって不純物が除かれ、上記のフッ素化ボレートクラスター生成物が80%の収率で得られた。
H2B12H12・nH2Oの直接のフッ素化によるH2B12F12・nH2Oの調製
HF中に2重量%のH2B12H12・6H2Oの溶液を約−15℃でN2中に20%のF2によりフッ素化して、他のアニオン(副生物)の含有量が非常に少ないB12F12 2-が得られた。この粗反応混合物の19F NMRスペクトルによれば、アニオンのモル比は、B12F12 2-(1)、B24F22 4-(0.01)、B12F11(OH)2-(0.05)、及びBF4 −(0.36)であった。BF4 -のB12F12 2-に対するモル比を0.36にするためには、反応中に約3モル%のB12H12 2-が分解しなければならない。従って、上の反応におけるH2B12F12・nH2Oの収率は90%に近かった。
高度にフッ素化されたヒドロキシ置換ボレートクラスター塩の調製
標準的な文献の方法によってここに組み入れられた米国特許第3551120号明細書に記載されたとおりに調製された約4.0g(17mmol)のK2B12H11(OH)を含む無色のスラリーを15mlのギ酸に溶解し、10%F2/10%O2/80%N2(F2は全部で240mmol、27%過剰)によって−10〜−5℃で処理した。粗生成物の19F NMRによる分析から、主にB12F11(OH)2-(55%)、及びB12F10H(OH)2-(35%)と、約5%のジヒドロキシ不純物が示された。
高度にフッ素化されたヒドロキシ置換ボレートクラスター塩の調製
米国特許第3551120号明細書に記載されたように調製された2.2g(8.7mmol)のK2B12H10(OH)2を含む無色のスラリーを8mlのギ酸に溶解し、10%F2/10%O2/80%N2(F2は全部で114mmol、30%過剰)によって−10〜−5℃で処理した。粗生成物の19F NMRによる分析から、主にB12F10(OH)2 2-(30%), 及びB12F9H(OH)2 2-(60%)と、約10%のトリヒドロキシ不純物が示された。
(H3O)2B12FxH12-x(x=10、11、又は12)の調製
50mlの水中に[Et3NH]2[B12F12](4.50g、8.0mmol)の懸濁液に、固体のBa(OH)2・8H2O(2.53g、8.0mmol)を加え、そしてトリエチルアミンを減圧下で蒸留して除いた。トリエチルアミンが除去されると、BaB12F12を含む水溶液が生じた。このBaB12F12の水溶液を水性H2SO4で処理し、BaSO4の沈殿をろ過により除いた。ろ液から水を蒸留で除去し、残った固形分を真空下に190℃で2時間乾燥させた。
(H3O)2B12F12の湿った空気下での安定性の測定
この例は、酸の(H3O)2B12F12が250℃までの湿った空気下、不活性雰囲気下で安定であること、及びこの酸が250℃で低い水の蒸気圧(この場合わずか24torr)の下で水を吸収すること、すなわち電気化学デバイス、例えば燃料電池において重要な特性であること、を示す。上記のように調製された固体酸を18時間空気にさらした。酸の熱重量分析(TGA)を乾燥空気下で行った。これらの条件での水の吸収を測定するために、乾燥空気と湿った空気(約25℃の水を通してバブリングさせた空気)の空気流の切り換えを行った。この試験の結果を図2〜4に示す。
高温での水素に対するH2B12F12・nH2Oの安定性の測定
酸H2B12F12・2H2Oと、そしてH2B12F12・nH2O(nは100未満)とカーボン上の5%Ptとの混合物(ほぼ5/1の質量比)とを、50psig(25℃にて)の100%H2と225psigの水蒸気の圧力で14日間200℃で加熱した。これらの酸溶液の19F及び11B NMRによるとフルオロボレートアニオンは安定であった。要約すると、H2B12F12・nH2Oのような酸は200℃までの温度で水素に対し安定性を示した。CsHSO4をベースとする固体酸プロトン伝導体は、米国特許第6468684号明細書に示されているように、これらの温度において水素雰囲気下で劣化する。
水中のH2B12F12・nH2Oの導電率の測定
この例は、250torrを超える水蒸気圧での20から200℃までの液体プロトン導体としてのH2B12F12・nH2Oの導電率を示す。この酸をガラスセルに入れ、それを加熱されたチューブを介して水槽につないだ。システムを真空下に置き、水槽の温度を変えてシステムの水蒸気圧を変化させ、それを真空計で測定した。酸は、20〜200℃の温度及び250torrを超える水蒸気圧で液体であった(nは8に等しかった)。液体酸の導電率を、Radiometer(登録商標) CDM210導電率計と二極CDC741T導電率セルを用いて測定した。導電率セルは、KCl溶液を用いて校正した。結果を表1に示す。
フルオロボレート酸と無水リン酸の混合物
この例の目的は、フルオロボレート酸と無水リン酸の混合物が、不活性雰囲気下でも高いプロトン伝導性を有する融解物を形成することを実証することである。固体混合物(H3O)2B12F12/2H3PO4(ほぼ67重量%の(H3O)2B12F12)、(H3O)2B12F12/4H3PO4(ほぼ50重量%の(H3O)2B12F12)、及び(H3O)2B12F12/12H3PO4(ほぼ25重量%の(H3O)2B12F12)を、不活性雰囲気下で調製した。これらの混合物を不活性雰囲気下で60〜140℃で加熱し、そして全部が100℃より上で透明な溶液を形成した。1:2混合物の融解物は約100℃で結晶化した。不活性雰囲気下での混合物(融解物)の導電率を表2に示す。
リン酸/フルオロボレート酸混合物の高い熱安定性
この例の目的は、リン酸/フルオロボレート酸混合物(融解物)の熱安定性を測定することである。(H3O)2B12F12/2H3PO4の混合物(ほぼ67wt%の(H3O)2B12F12)を200℃で20時間、不活性雰囲気下で加熱した。わずかに<0.2%という重量減少しか見られず、酸溶液の19F NMRによればアニオンは安定であった。
フルオロボレート酸のリン酸との混合物の水溶液の酸素還元反応速度
この例の目的は、フルオロボレート酸の水溶液、及びフルオロボレート酸とリン酸との混合物の水溶液の酸素還元反応速度を測定することである。
フルオロボレート酸からのプロトン伝導性固体膜の作製
この例の目的は、プロトン伝導性電解質としてのフルオロボレート酸からのプロトン伝導性固体膜の作製を説明することである。
この例は、フッ素化したcloso−ヘテロボレート酸からのプロトン伝導性固体膜の作製を説明する。化合物Cs(CB11F11H)(0.3g)と[N(C4H5)4][CB11F11H](0.5g)の混合物を、メタノールとアセトニトリルの1:1混合物の30mlに溶解した。全体の混合物をAmberlyst−15カチオン交換樹脂が充填されたカラムを通して溶出させ、液体フラクションをその酸の形で集めた。カラムフラクションに10mlの脱イオン水を加え、溶出液から真空下で溶媒を除去した。残った酸を5.0mlの水に溶解した。グラスファイバーペーパーディスク(厚さ約125μm、直径約20mm、重量約20mg)をフッ素化したcloso−ヘテロボレート酸の溶液に浸した。120℃で2時間乾燥後、約50wt%の酸と約50wt%のグラスファイバーを含む固体ディスクが得られた。グラスファイバーペーパーディスクをもっと濃い酸溶液に浸し、120℃で2時間乾燥させると、約90wt%の酸を含む固体ディスクが得られた。
Claims (35)
- 電気化学デバイスで使用するためのプロトン伝導媒体であって、次式
HaMbQ・nH2O
(式中のHはプロトンであり、Mはカチオンであり、Qはフルオロボレート又はフルオロヘテロボレートアニオンであり、nは0.01から1000までの範囲にあり、aは0.01から2までの範囲にあり、bは0から2までの範囲にあり、aとbは該式を電気的に中性にするように選ばれ、そしてbが0より大きい場合bのaに対する比は100対1よりも小さい)
を構成するプロトン伝導性電解質を含むプロトン伝導媒体。 - bが0であり、且つaが1又は2である、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- HaQ・nH2OとHaMbQ・nH2Oの混合物を更に含む、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- HaQ・nH2OとHaMbQ・nH2Oの混合物を1:10から100:1までの範囲のモル比で更に含む、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- Mが、1族、2族、3族、13族、及びランタニド系列の元素と、コバルト、ジルコニウム、ハフニウム、ニッケル、そしてアンモニウム及び有機置換アンモニウムカチオンからなる群から選択される、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- Mが、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、モノメチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、イミダゾリウム、及びn−アルキルイミダゾリウムからなる群から選択される、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- Mが、Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba、Al、Zr、又はこれらの元素の混合物からなる群から選択される、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- 無水リン酸、アルカンスルホン酸、フルオロアルカンスルホン酸、又は硫酸からなる群から選択される第二のプロトン伝導媒体を更に含むプロトン伝導媒体。
- ポリマーを更に含む、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- 前記ポリマーが、パーフルオロスルホン酸、ポリ酸化エチレン、ポリイミド、及びポリスルホンからなる群から選択される、請求項9に記載のプロトン伝導媒体。
- 前記ポリマーが、ポリビニルピリジン、ポリアニリン、ポリベンゾイミナゾール、ポリベンゾオキサゾールからなる群から選択される、請求項10に記載のプロトン伝導媒体。
- 多孔質マトリックスを更に含む、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- 前記多孔質マトリックスが、マイクログラスファイバー、炭化ケイ素、窒化ホウ素、又は多孔質カーボン材料を含む、請求項12に記載のプロトン伝導媒体。
- Qが、
(i)組成(B12FxZ12-x)2-又は(B10FxZ10-x)2-のcloso−ボレートアニオン(式中のZはH、Cl、Br又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、3乃至12又は2乃至10の範囲にある)、
(ii)式((R’R”R”’)NB12FxZ(11-x))1-又は((R’R”R”’)NB10FxZ(9-x))1-のcloso−アンモニオフルオロボレートアニオン組成(式中のNはBに結合しており、そしてR’、R”、R”’のおのおのは、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール及び高分子基からなる群から独立に選択され、ZはH、Cl、Br、又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、0乃至11又は0乃至9の範囲にある)、及び、
(iii)式(R””CB11FxZ(11-x))1-又は(R””CB9FxZ(9-x))1-のcloso−モノカルボレートアニオン組成(式中のR””はCに結合していて、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール及び高分子基からなる群から選択され、ZはH、Cl、Br、又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、0乃至11又は0乃至9の範囲にある)、
からなる群から選択される、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。 - Qが、組成(B12FxZ12-x)2-又は(B10FxZ10-x)2-のcloso−ボレートアニオン(式中のZはH、Cl、Br又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、3乃至12又は2乃至10の範囲にある)である、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- Qが、B12F12 2-又はB12FxH12-x 2-(この式のxは平均で3乃至12である)、B12(OR)xH12-x 2-又はB12Fx(OR)12-x 2-(この式のRはアルキル又はフルオロアルキルであり、xは平均で3乃至12である)、B12F11N(R’R”R”’)1-(この式のR’、R”、R”’は独立に選択されるアルキルである)、又はB12FxCl12-x 2-(この式のxは平均で3乃至12である)からなる群から選択される、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- H2B12F12・nH2Oを含む、請求項1に記載のプロトン伝導媒体。
- プロトン伝導媒体を含む電気化学デバイスであって、前記プロトン伝導媒体が次式
HaMbQ・nH2O
(式中のHはプロトンであり、Mはカチオンであり、Qはフルオロボレート又はフルオロヘテロボレートアニオンであり、nは1から1000までの数であり、aは0.01から2までの実数であり、bは0から2までの実数であり、そしてbが0より大きい場合bのaに対する比は100対1よりも小さく、aとbは該式を電気的に中性にするように選ばれる)
を構成するプロトン伝導性電解質を含む電気化学デバイス。 - bが0であり、且つaが1又は2である、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- HaQ・nH2OとHaMbQ・nH2Oの混合物を更に含む、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- HaQ・nH2OとHaMbQ・nH2Oの混合物を1:10から100:1までの範囲のモル比で更に含む、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- Mが、1族、2族、3族、13族、及びランタニド系列の元素と、コバルト、ジルコニウム、ハフニウム、ニッケル、そしてアンモニウム及び有機置換アンモニウムカチオンからなる群から選択される、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- Mが、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、モノメチルアンモニウム、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、テトラメチルアンモニウム、イミダゾリウム、及びn−アルキルイミダゾリウムからなる群から選択される、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- Mが、Li Li、Na、K、Cs、Mg、Ca、Ba、Al、Zr、又はこれらの元素の混合物からなる群から選択される、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- 前記プロトン伝導媒体が第二のプロトン伝導性電解質を更に含み、該第二のプロトン伝導性電解質が、無水リン酸、アルカンスルホン酸、フルオロアルカンスルホン酸、又は硫酸からなる群から選択される、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- 前記プロトン伝導媒体がポリマーを更に含む、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- 前記ポリマーが、パーフルオロスルホン酸、ポリ酸化エチレン、ポリイミド、及びポリスルホンからなる群から選択される、請求項25に記載の電気化学デバイス。
- 前記ポリマーが、ポリビニルピリジン、ポリアニリン、ポリベンゾイミナゾール、ポリベンゾオキサゾールからなる群から選択される、請求項25に記載の電気化学デバイス。
- 前記プロトン伝導媒体が多孔質マトリックスを更に含む、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- 前記多孔質マトリックスが、マイクログラスファイバー、炭化ケイ素、窒化ホウ素、又は多孔質カーボン材料を含む、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- Qが、
(i)組成(B12FxZ12-x)2-又は(B10FxZ10-x)2-のcloso−ボレートアニオン(式中のZはH、Cl、Br又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、3乃至12又は2乃至10の範囲にある)、
(ii)式((R’R”R”’)NB12FxZ(11-x))1-又は((R’R”R”’)NB10FxZ(9-x))1-のcloso−アンモニオフルオロボレートアニオン組成(式中のNはBに結合しており、そしてR’、R”、R”’のおのおのは、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール及び高分子基からなる群から独立に選択され、ZはH、Cl、Br、又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、0乃至11又は0乃至9の範囲にある)、及び、
(iii)式(R””CB11FxZ(11-x))1-又は(R””CB9FxZ(9-x))1-のcloso−モノカルボレートアニオン組成(式中のR””はCに結合していて、水素、アルキル、シクロアルキル、アリール及び高分子基からなる群から選択され、ZはH、Cl、Br、又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、0乃至11又は0乃至9の範囲にある)、
からなる群から選択される、請求項17に記載の電気化学デバイス。 - 当該デバイスが燃料電池、電気分解装置又は水素センサーからなる群から選択される、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- 水素アノードと酸素カソードを更に含む、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- 前記燃料電池が液体のプロトン伝導性電解質を含む、請求項17に記載の電気化学デバイス。
- Qが
(i)組成(B12FxZ12-x)2-又は(B10FxZ10-x)2-のcloso−ボレートアニオン(式中のZはH、Cl、Br又はORであり、ここでのRはH、アルキル、又はフルオロアルキルであり、xは平均でそれぞれ、3乃至12又は2乃至10の範囲にある)
からなる群から選択される、請求項17に記載の電気化学デバイス。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US10/910,529 | 2004-08-03 | ||
US10/910,529 US7419623B2 (en) | 2004-08-03 | 2004-08-03 | Proton conducting mediums for electrochemical devices and electrochemical devices comprising the same |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006054179A true JP2006054179A (ja) | 2006-02-23 |
JP2006054179A5 JP2006054179A5 (ja) | 2006-04-06 |
JP4699835B2 JP4699835B2 (ja) | 2011-06-15 |
Family
ID=35094332
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005224985A Expired - Fee Related JP4699835B2 (ja) | 2004-08-03 | 2005-08-03 | 電気化学デバイス用プロトン伝導媒体及びそれを含む電気化学デバイス |
Country Status (9)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US7419623B2 (ja) |
EP (1) | EP1624519B1 (ja) |
JP (1) | JP4699835B2 (ja) |
KR (2) | KR100786604B1 (ja) |
CN (1) | CN100470901C (ja) |
AT (1) | ATE500631T1 (ja) |
CA (1) | CA2513918C (ja) |
DE (1) | DE602005026611D1 (ja) |
TW (1) | TWI286854B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011508369A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-03-10 | ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド | 高安定性燃料電池膜及びその製造方法 |
WO2011065483A1 (ja) * | 2009-11-29 | 2011-06-03 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 電解質膜、燃料電池、及び電解質膜の製造方法 |
EP3806206A4 (en) * | 2018-05-24 | 2022-02-23 | Zeon Corporation | ELECTRODE MATERIAL, ELECTRODE, ENERGY STORAGE DEVICE AND SPRAY COMPOSITION |
Families Citing this family (37)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20080026297A1 (en) * | 2005-01-11 | 2008-01-31 | Air Products And Chemicals, Inc. | Electrolytes, cells and methods of forming passivaton layers |
US20060216612A1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-09-28 | Krishnakumar Jambunathan | Electrolytes, cells and methods of forming passivation layers |
EP1739781B1 (en) * | 2005-06-28 | 2009-08-19 | Samsung SDI Co., Ltd. | Polymer membrane and membrane-electrode assembly for fuel cell and fuel cell system comprising same |
US20070048605A1 (en) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Pez Guido P | Stable electrolyte counteranions for electrochemical devices |
FR2916906B1 (fr) * | 2007-05-28 | 2009-10-02 | Ceram Hyd Soc Par Actions Simp | Membrane echangeuse protonique et cellule comportant une telle membrane |
CN102590315A (zh) * | 2007-07-19 | 2012-07-18 | 郡是株式会社 | 氢气传感器及其制造方法 |
DE102008044240B4 (de) * | 2008-12-01 | 2013-12-05 | Msa Auer Gmbh | Elektrochemischer Gassensor mit einer ionischen Flüssigkeit als Elektrolyt, welche mindestens ein Mono-, Di- oder Trialkylammonium-Kation enthält |
CN102227629B (zh) * | 2008-12-01 | 2015-09-23 | Msa奥尔有限责任公司 | 具有离子液体电解质系统的电化学气体传感器 |
US8313634B2 (en) * | 2009-01-29 | 2012-11-20 | Princeton University | Conversion of carbon dioxide to organic products |
US8845877B2 (en) * | 2010-03-19 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed electrochemical process |
US8500987B2 (en) | 2010-03-19 | 2013-08-06 | Liquid Light, Inc. | Purification of carbon dioxide from a mixture of gases |
US8721866B2 (en) | 2010-03-19 | 2014-05-13 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of synthesis gas from carbon dioxide |
GB2484886A (en) * | 2010-07-15 | 2012-05-02 | Johnson Matthey Plc | Membrane |
US8845878B2 (en) | 2010-07-29 | 2014-09-30 | Liquid Light, Inc. | Reducing carbon dioxide to products |
US8524066B2 (en) * | 2010-07-29 | 2013-09-03 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of urea from NOx and carbon dioxide |
US8568581B2 (en) | 2010-11-30 | 2013-10-29 | Liquid Light, Inc. | Heterocycle catalyzed carbonylation and hydroformylation with carbon dioxide |
US8961774B2 (en) | 2010-11-30 | 2015-02-24 | Liquid Light, Inc. | Electrochemical production of butanol from carbon dioxide and water |
US9090976B2 (en) | 2010-12-30 | 2015-07-28 | The Trustees Of Princeton University | Advanced aromatic amine heterocyclic catalysts for carbon dioxide reduction |
US8562811B2 (en) | 2011-03-09 | 2013-10-22 | Liquid Light, Inc. | Process for making formic acid |
US8703329B2 (en) | 2011-03-25 | 2014-04-22 | Enerdel, Inc. | Redox shuttle for high voltage lithium battery |
JP2014518335A (ja) | 2011-07-06 | 2014-07-28 | リキッド・ライト・インコーポレーテッド | 二酸化炭素のカルボン酸、グリコール、及びカルボキシレートへの還元 |
KR20140050037A (ko) | 2011-07-06 | 2014-04-28 | 리퀴드 라이트 인코포레이티드 | 이산화탄소의 포획 및 유기 생성물로의 전환 |
US9598352B2 (en) | 2011-11-18 | 2017-03-21 | The Curators Of The University Of Missouri | Process and device for the production of polyhedral boranes |
RU2569172C1 (ru) * | 2014-05-05 | 2015-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения Российской Академии наук | Способ определения концентрации протонов в протон-проводящих оксидных материалах |
US20160181662A1 (en) * | 2014-12-23 | 2016-06-23 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Functionalized carboranyl magnesium electrolyte for magnesium battery |
GB2548931B (en) * | 2016-01-27 | 2021-09-08 | Cummins Inc | Exhaust aftertreatment thermal management controls |
US10910672B2 (en) | 2016-11-28 | 2021-02-02 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | High concentration electrolyte for magnesium battery having carboranyl magnesium salt in mixed ether solvent |
US10680280B2 (en) | 2017-09-26 | 2020-06-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 3D magnesium battery and method of making the same |
KR101878365B1 (ko) * | 2018-03-26 | 2018-07-13 | 두산중공업 주식회사 | 레독스 흐름전지 시스템 |
JP7103912B2 (ja) * | 2018-10-24 | 2022-07-20 | トヨタ自動車株式会社 | 橋架け構造を有するプロトン伝導膜及び燃料電池 |
US11502333B2 (en) * | 2019-05-29 | 2022-11-15 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Method for synthesizing novel soft materials based on boron compounds |
JP2023543334A (ja) | 2020-11-05 | 2023-10-13 | 1エス1 エナジー インコーポレイテッド | 4価のホウ素含有プロトン交換固体支持体、並びに4価のホウ素含有プロトン交換固体支持体の作製方法及び使用方法 |
CN116670875A (zh) | 2020-11-05 | 2023-08-29 | 1S1能源有限公司 | 含硼多孔膜及其使用方法 |
WO2022098391A1 (en) * | 2020-11-05 | 2022-05-12 | 1S1 Energy, Inc. | Boron-containing porous membranes and methods of use thereof |
CN112552524B (zh) * | 2020-12-11 | 2022-02-08 | 陕西科技大学 | 一种离子型氢键有机框架材料及其制备方法和应用 |
US11811020B2 (en) * | 2021-02-02 | 2023-11-07 | Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. | Electrolytes with ultrahigh closo-borate concentrations |
KR20230033304A (ko) | 2021-09-01 | 2023-03-08 | 이진우 | 폐타이어 친환경 기와 및 그 제조방법, 그리고 폐타이어 친환경 기와를 이용한 지붕 시공방법 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004047400A (ja) * | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Keiichi Uno | イオン性樹脂シート |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3551120A (en) * | 1962-12-21 | 1970-12-29 | Du Pont | Substituted dodecaborates |
US4045339A (en) * | 1975-08-05 | 1977-08-30 | Dart Industries Inc. | Waste treatment of fluoroborate solutions |
DK167946B1 (da) | 1991-06-28 | 1994-01-03 | Topsoe Haldor As | Fosforsyrebraendelsescelle med forbedret elektrisk effektivitet |
US5470677A (en) * | 1993-11-17 | 1995-11-28 | Becton, Dickinson And Company | Electrolyte gel |
US5525436A (en) | 1994-11-01 | 1996-06-11 | Case Western Reserve University | Proton conducting polymers used as membranes |
AU6871498A (en) * | 1997-04-03 | 1998-10-22 | Colorado State University Research Foundation | Polyhalogenated monoheteroborane anion compositions |
US6448447B1 (en) | 1997-04-03 | 2002-09-10 | Colorado State University Research Foundation | Fluoroborate salts comprising a reactive cation and uses thereof |
US6059943A (en) | 1997-07-30 | 2000-05-09 | Lynntech, Inc. | Composite membrane suitable for use in electrochemical devices |
UA30509A (uk) * | 1998-05-18 | 2000-11-15 | Товариство З Обмеженою Відповідальністю "Юнк-Бюро" | Електроліт для електрохімічного конденсатору подвійного шару |
US6468684B1 (en) | 1999-01-22 | 2002-10-22 | California Institute Of Technology | Proton conducting membrane using a solid acid |
US6335466B1 (en) | 2000-10-31 | 2002-01-01 | Colorado State University Research Foundation | Fluorinated amino polyhedral borate compounds |
US7713658B2 (en) * | 2002-04-02 | 2010-05-11 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Material for electrolytic solutions and use thereof |
CN100358178C (zh) * | 2002-04-25 | 2007-12-26 | 佩密斯股份有限公司 | 多层电解质膜 |
DE10220818A1 (de) * | 2002-05-10 | 2003-11-20 | Celanese Ventures Gmbh | Verfahren zur Herstellung einer gepfropften Polymerelektrolytmembran und deren Anwendung in Brennstoffzellen |
US7282293B2 (en) * | 2003-04-15 | 2007-10-16 | Mti Microfuel Cells Inc. | Passive water management techniques in direct methanol fuel cells |
US6781005B1 (en) | 2003-05-01 | 2004-08-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Process for the fluorination of boron hydrides |
US7785740B2 (en) * | 2004-04-09 | 2010-08-31 | Air Products And Chemicals, Inc. | Overcharge protection for electrochemical cells |
US20070048605A1 (en) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Pez Guido P | Stable electrolyte counteranions for electrochemical devices |
-
2004
- 2004-08-03 US US10/910,529 patent/US7419623B2/en active Active
-
2005
- 2005-07-27 CA CA2513918A patent/CA2513918C/en active Active
- 2005-07-29 TW TW094125963A patent/TWI286854B/zh active
- 2005-08-01 AT AT05016674T patent/ATE500631T1/de not_active IP Right Cessation
- 2005-08-01 DE DE602005026611T patent/DE602005026611D1/de active Active
- 2005-08-01 EP EP05016674A patent/EP1624519B1/en active Active
- 2005-08-03 JP JP2005224985A patent/JP4699835B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2005-08-03 CN CNB2005101038539A patent/CN100470901C/zh active Active
- 2005-08-03 KR KR1020050070999A patent/KR100786604B1/ko active IP Right Grant
-
2007
- 2007-09-27 KR KR1020070097537A patent/KR100861033B1/ko active IP Right Grant
- 2007-12-07 US US11/952,437 patent/US7591964B2/en active Active
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004047400A (ja) * | 2002-07-10 | 2004-02-12 | Keiichi Uno | イオン性樹脂シート |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011508369A (ja) * | 2007-12-14 | 2011-03-10 | ゴア エンタープライズ ホールディングス,インコーポレイティド | 高安定性燃料電池膜及びその製造方法 |
WO2011065483A1 (ja) * | 2009-11-29 | 2011-06-03 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 電解質膜、燃料電池、及び電解質膜の製造方法 |
JP5674158B2 (ja) * | 2009-11-29 | 2015-02-25 | 国立大学法人豊橋技術科学大学 | 電解質膜、燃料電池、及び電解質膜の製造方法 |
US9115251B2 (en) | 2009-11-29 | 2015-08-25 | National University Corporation Toyohashi University Of Technology | Electrolyte membrane, fuel cell, and electrolyte membrane manufacturing method |
EP3806206A4 (en) * | 2018-05-24 | 2022-02-23 | Zeon Corporation | ELECTRODE MATERIAL, ELECTRODE, ENERGY STORAGE DEVICE AND SPRAY COMPOSITION |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CA2513918C (en) | 2010-12-14 |
CN1767242A (zh) | 2006-05-03 |
KR100861033B1 (ko) | 2008-10-01 |
US7419623B2 (en) | 2008-09-02 |
EP1624519B1 (en) | 2011-03-02 |
DE602005026611D1 (de) | 2011-04-14 |
ATE500631T1 (de) | 2011-03-15 |
JP4699835B2 (ja) | 2011-06-15 |
TWI286854B (en) | 2007-09-11 |
US20060027789A1 (en) | 2006-02-09 |
KR20070102973A (ko) | 2007-10-22 |
KR100786604B1 (ko) | 2007-12-21 |
CA2513918A1 (en) | 2006-02-03 |
US20080090132A1 (en) | 2008-04-17 |
CN100470901C (zh) | 2009-03-18 |
US7591964B2 (en) | 2009-09-22 |
EP1624519A1 (en) | 2006-02-08 |
KR20060049069A (ko) | 2006-05-18 |
TW200614581A (en) | 2006-05-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4699835B2 (ja) | 電気化学デバイス用プロトン伝導媒体及びそれを含む電気化学デバイス | |
JP5013776B2 (ja) | 電気化学デバイスおよび電気化学デバイス電解質用組成物 | |
Sun et al. | Recent advances in rechargeable Li–CO2 batteries | |
US7833643B2 (en) | Neutral protic-salt electrolytes and protic-salt imbibed polymer membranes for high temperature fuel cell applications | |
JP2014520082A (ja) | スルホネート系化合物、これを含む高分子電解質膜及びこれを含む燃料電池 | |
US20080032173A1 (en) | Hydrocarbon type polymer electrolyte, membrane/electrode assembly, and fuel cell power source | |
KR20200036892A (ko) | 이질소 변환을 위한 방법, 셀 및 전해질 | |
EP3197906B1 (en) | Processes for preparing polyoxometalate salts for use in proton exchange membranes and fuel cells | |
US11296346B2 (en) | Borosulfate proton conducting materials | |
KR20070004879A (ko) | 4 가 금속 포스페이트 및 피로포스페이트의 전구체 유기 및> 90℃ 의 온도 및/또는 낮은 상대 습도에서 작용하는연료 전지용 복합 막의 제조 및 전극 변성을 위한 그의용도 | |
JP2009068080A (ja) | 燃料電池型反応装置及びそれを用いた化合物の製造方法 | |
Chen et al. | Self-adhesive ionomers for durable low-temperature anion exchange membrane electrolysis | |
JP6698148B2 (ja) | プロトン供与体とプロトン受容体を有する多面体オリゴマー型シルセスキオキサンを含むフッ素系ナノ複合膜及びその製造方法 | |
US20230167563A1 (en) | Copper and antimony based material and electrode for the selective conversion of carbon dioxide to carbon monoxide | |
KR100524819B1 (ko) | 고온용 양성자 전도성 고분자막과 이의 제조방법 및 이를이용한 막-전극 어셈블리와 이를 포함하는 연료전지 | |
JP5386684B2 (ja) | 燃料電池型反応装置及びそれを用いた化合物の製造方法 | |
US20220033979A1 (en) | Catalyst for synthesizing organic carbonate and method of producing thereof, electrode for synthesizing organic carbonate, cell for synthesizing organic carbonate, method of producing organic carbonate, and synthesis system | |
JP5093166B2 (ja) | 電解質及び燃料電池 | |
KR20090021006A (ko) | 고온 연료전지용 고분자 전해질막 및 이를 포함하는고분자 전해질 연료전지 | |
KR20200046471A (ko) | 사슬연장기를 가지는 음이온 교환소재 및 이의 제조방법 | |
US20240110293A1 (en) | Ammonia manufacturing apparatus and ammonia manufacturing method | |
Shetzline | Advanced cathode materials and electroanalytical techniques for proton exchange membrane hydrogen-oxygen fuel cells | |
JP5264068B2 (ja) | プロトン伝導性高分子電解質及び燃料電池 | |
Ubadigbo | Cathodic Deposition of Triangular Tungsten Clusters from Ionic Liquids: An Explorative Study | |
Seeyangnok | Novel Synthesis of Derivatives of 1, 2-diimidazolyl-benzene and Their Silver Carbene Complexes |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060126 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090630 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20090929 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20091002 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20091228 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100720 |
|
A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20101019 |
|
A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20101022 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110114 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110201 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110303 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |