JP2006134849A - プロトンゲル伝導体の製造方法および燃料電池用イオン交換ゲル膜 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 無機酸であるオルトリン酸、硫酸、無水硫酸、有機リン酸、有機スルホン酸、イミダゾールなどのプロトン組成物質とFSM−16、MCM−41などのメソ細孔材料やZSM−5、MCM−22,モルデナイトなどのミクロ細孔材料、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどのナノカーボン材料を介在させるプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜、およびこれらの製造方法。
【選択図】 図1
Description
炭酸カルシウムと正リン酸とを用意し、正リン酸がP205換算で50mol%となり、全体で30gとなるようにそれぞれを量り取る。こうして得られた乾燥混合粉末を白金ルツボに入れ、これを1350℃に保持された電気炉中に入れて30分間の加熱を行い、溶融する。その後電気炉から白金ルツボを取出し、溶融物を黒鉛板上に流し出し、その状態で室温まで冷却する。こうしてリン酸カルシウムガラスを得る。得られたリン酸カルシウムガラスをアルミナ乳鉢によって最大粒子径が10μm以下になるまで粉砕し、リン酸カルシウムガラス粉末を得る。
Claims (9)
- リン酸塩分子鎖からなる分散相と水からなる分散媒と多孔質材料とを有することを特徴とするプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜。
- リン酸塩分子鎖は、Ca、Mg、Znなどの2価金属イオンを含有することを特徴とする請求項1に記載のプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜。
- 多孔質材料は、無機酸を含有していることを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載のプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜。
- 無機酸は、リン酸、硫酸、有機リン酸、有機スルホン酸などプロトン伝導物質であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜。
- 多孔質材料として、FSM−16、MCM−22、MCM−41、HMM−1などのメソ孔シリカあるいはシリカ基と有機官能基を含むメソ細孔材料や、ZSM−5、NaY、NaXなどのゼオライト、モルデナイト、LTAなどのミクロ細孔材料、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーンなどのナノカーボン材料であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載のプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜。
- 無機酸は、酸分子換算で10〜70mol%範囲内のプロトン供与基を含有していることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載のプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜。
- リン酸塩ガラスを得るガラス化工程と、該リン酸塩ガラスを粉砕したリン酸塩ガラス粉末と多孔質材料の混合物質に水とを反応させてプロトン伝導ゲルを得るゲル化工程とからなることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載のプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜の製造方法。
- ゲル化工程において、プロトン伝導ゲルに他の無機酸や有機リン酸、有機スルホン酸、イミダゾール、Nafionモノマーなどのプロトン伝導物質を介在させることを特徴とする請求項7に記載のプロトン伝導ゲルおよびプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜の製造方法。
- 成形工程において、成形体にプロトン伝導組成物としてメソ多孔質材料にリン酸、硫酸、カルボン酸、イミダゾール、有機リン酸、有機スルホン酸を介在することを特徴とする請求項1から請求項8のいずれかに記載のプロトンゲル伝導体および燃料電池用イオン交換ゲル膜の製造方法。
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