JPH0411608A - プロトン伝導体 - Google Patents
プロトン伝導体Info
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- JPH0411608A JPH0411608A JP2113313A JP11331390A JPH0411608A JP H0411608 A JPH0411608 A JP H0411608A JP 2113313 A JP2113313 A JP 2113313A JP 11331390 A JP11331390 A JP 11331390A JP H0411608 A JPH0411608 A JP H0411608A
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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
-
- 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
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明ζ友 −次電池用電解質、二次電池用電解質、燃
料電池用電解質、表示素子、各種センサ信号伝達媒体等
に利用可能なプロトン伝導体に関する。
料電池用電解質、表示素子、各種センサ信号伝達媒体等
に利用可能なプロトン伝導体に関する。
従来の技術
従来のプロトン伝導体として(よ 高温で作動するタイ
プのペロブスカイト型酸化物双 比較的低温で作動する
が水和物である酸化物ム イオン交換樹脂等のように水
を含んだ状態で伝導度を持つ有機物双 テトラメチレン
ジアミン等の有機物モノマーと酸との塩などが知られて
いる。しかし水を含まない状態で作動するポリマー有機
物プロトン伝導体については十分に知られていな(−発
明が解決しようとする課題 一次電池用電解質、二次電池用電解質、燃料電池用電解
質、表示素子、各種センサー 信号伝達媒体等にプロト
ン伝導体を応用する場合、取扱性や信頼性を考慮すると
可撓性を有し 低温で作動7する方が望ましく−そのよ
うな観点から、高温で作動するタイプのペロブスカイト
型酸化物系プロトン伝導体(よ 高温で作動する燃料電
池やセンサー等に用途が限られる。また 比較的低温で
作動するが水和物である酸化物ム イオン交換樹脂等の
ように水を含んだ状態で伝導度を持つ有機物系等のプロ
トン伝導体は 水を含んだ状態でしかプロトン伝導体と
して機能しない上に 水の含有率によって伝導度が変化
するなど取扱が容易ではなかっ九 さら1二 テトラメ
チレンジアミン等の有機物モノマーと酸との塩等の場合
は 低分子モノマーの塩であるため可撓性、機械的強度
、成形性等の面に問題が残る。
プのペロブスカイト型酸化物双 比較的低温で作動する
が水和物である酸化物ム イオン交換樹脂等のように水
を含んだ状態で伝導度を持つ有機物双 テトラメチレン
ジアミン等の有機物モノマーと酸との塩などが知られて
いる。しかし水を含まない状態で作動するポリマー有機
物プロトン伝導体については十分に知られていな(−発
明が解決しようとする課題 一次電池用電解質、二次電池用電解質、燃料電池用電解
質、表示素子、各種センサー 信号伝達媒体等にプロト
ン伝導体を応用する場合、取扱性や信頼性を考慮すると
可撓性を有し 低温で作動7する方が望ましく−そのよ
うな観点から、高温で作動するタイプのペロブスカイト
型酸化物系プロトン伝導体(よ 高温で作動する燃料電
池やセンサー等に用途が限られる。また 比較的低温で
作動するが水和物である酸化物ム イオン交換樹脂等の
ように水を含んだ状態で伝導度を持つ有機物系等のプロ
トン伝導体は 水を含んだ状態でしかプロトン伝導体と
して機能しない上に 水の含有率によって伝導度が変化
するなど取扱が容易ではなかっ九 さら1二 テトラメ
チレンジアミン等の有機物モノマーと酸との塩等の場合
は 低分子モノマーの塩であるため可撓性、機械的強度
、成形性等の面に問題が残る。
課題を解決するための手段
そこて 骨格が有機物ポリマーであり、側鎖に水素結合
のネットワークを持つ置換基または非共有電子対を有す
る置換基の少なくともいずれか一方を有する化合物と酸
との塩であるプロトン伝導体 または示性式(−CX2
−CX (R)−)nで表わさt′L、cは炭素であり
、X=H,F、 R=C00H,CONH2,5Os
H,NH2、(CX2)m−−R’ R’ =C0
OH,CONH2,S○sH。
のネットワークを持つ置換基または非共有電子対を有す
る置換基の少なくともいずれか一方を有する化合物と酸
との塩であるプロトン伝導体 または示性式(−CX2
−CX (R)−)nで表わさt′L、cは炭素であり
、X=H,F、 R=C00H,CONH2,5Os
H,NH2、(CX2)m−−R’ R’ =C0
OH,CONH2,S○sH。
NH2の中から選ばれた少なくとも1種以上の原子また
は置換基であり、n=100以五 m=1〜10である
プロトン伝導体 または示性式(−CX2−CX (R
) )nで表わさhcは炭素であり、 X = H
,F、 R= C00H,CON H2,S O
sH,NH2、(CX2)m−−R’ R’ =C
0OH。
は置換基であり、n=100以五 m=1〜10である
プロトン伝導体 または示性式(−CX2−CX (R
) )nで表わさhcは炭素であり、 X = H
,F、 R= C00H,CON H2,S O
sH,NH2、(CX2)m−−R’ R’ =C
0OH。
CONH2,S○3H,NH2の中から選ばれた少なく
とも1種以上の原子または置換基であり、n100以上
m=1〜10である化合物と、H2S04、HsPO
4,R″’co○H(R”=アルキル展のいずれか一種
以上の酸との結晶であるプロトン伝導体 または示性式
(−CX (R) −CX (R))nで表わさhcは
炭素であり、X=H,F、R=COOH,CONH2、
SO3H、NH2、(CX2)m−R’ R’−=
C0OH,CONH2,S。
とも1種以上の原子または置換基であり、n100以上
m=1〜10である化合物と、H2S04、HsPO
4,R″’co○H(R”=アルキル展のいずれか一種
以上の酸との結晶であるプロトン伝導体 または示性式
(−CX (R) −CX (R))nで表わさhcは
炭素であり、X=H,F、R=COOH,CONH2、
SO3H、NH2、(CX2)m−R’ R’−=
C0OH,CONH2,S。
3H,NH2の中から選ばれた少なくとも1種以上の原
子または置換基であり、 n = 100以lm=1〜
10であるプロトン伝導体 または示性式%式% Cは炭素であり、X=H,F、 R=COOH,CO
NH2,5o3H,NH2、(CX2)m−−R’
R=COOH,CONH2、SO3H、NH2の中か
ら選ばれた少なくとも1種以上の原子または置換基であ
り、n=100以上 m=1〜10である化合物と、H
2SO4,H3P0.、R″”COOH(R′”=アル
キル基)のいずれか一種以上の酸との結晶であるプロト
ン伝導体によって上記課題の解決を図った 作用 本発明(よ 側鎖に水素結合のネットワークを持つ置換
基または非共有電子対を有する置換基の少なくともいず
れか一方を有する化合物と酸との塩であるプロトン伝導
体は 側鎖に水素結合のネットワークを持板 骨格は有
機ポリマーであるた数低温でプロトン伝導度を有すると
とも(二 有機物ポリマーの性質である可撓性の良さや
成形性の良さなどの特徴を合わせ持つ。特に有機物ポリ
マの特徴を持たせるためには 重合度が100以上(n
=100以上)であることが望ましく一実施例 (実施例1) 表ζQ 各種プロトン伝導体の150℃におけるプロト
ン伝導度を示す。
子または置換基であり、 n = 100以lm=1〜
10であるプロトン伝導体 または示性式%式% Cは炭素であり、X=H,F、 R=COOH,CO
NH2,5o3H,NH2、(CX2)m−−R’
R=COOH,CONH2、SO3H、NH2の中か
ら選ばれた少なくとも1種以上の原子または置換基であ
り、n=100以上 m=1〜10である化合物と、H
2SO4,H3P0.、R″”COOH(R′”=アル
キル基)のいずれか一種以上の酸との結晶であるプロト
ン伝導体によって上記課題の解決を図った 作用 本発明(よ 側鎖に水素結合のネットワークを持つ置換
基または非共有電子対を有する置換基の少なくともいず
れか一方を有する化合物と酸との塩であるプロトン伝導
体は 側鎖に水素結合のネットワークを持板 骨格は有
機ポリマーであるた数低温でプロトン伝導度を有すると
とも(二 有機物ポリマーの性質である可撓性の良さや
成形性の良さなどの特徴を合わせ持つ。特に有機物ポリ
マの特徴を持たせるためには 重合度が100以上(n
=100以上)であることが望ましく一実施例 (実施例1) 表ζQ 各種プロトン伝導体の150℃におけるプロト
ン伝導度を示す。
(実施例2)
本実施例で(よ 実際に(−CF2−CF(SOsH)
−)nと(−CH(CONH2)−CH(CONH2)
−)n ・2H2SOiをプロトン伝導体として電解質
に用1.k 燃料電池を作製した(−CF2−CF(
SOsH)−)nは粉末をプレス成形して厚さ1mm、
14mmφのペレットとして電解質に用いk 電極1t
8mmφの白金電極をスパッタにより電解質ペレットの
両面に設けた (CH(CONH2)−CH(CONH2)−)n・2
H2sO4は水溶液スラリーを真空乾燥し板状とした後
、同様に厚さ1mm、14mmφのペレット状に切り出
し 電解質として用いt4 電極は 同様に8mmφ
の白金電極をスパッタにより電解質ペレットの両面に設
けた 表 これらの電極付き電解質ペレットの上面に水素ガ入 下
面に空気を毎分50cc流し 温度は150℃に設定し
九 この燃料電池の性能を図に示す。
−)nと(−CH(CONH2)−CH(CONH2)
−)n ・2H2SOiをプロトン伝導体として電解質
に用1.k 燃料電池を作製した(−CF2−CF(
SOsH)−)nは粉末をプレス成形して厚さ1mm、
14mmφのペレットとして電解質に用いk 電極1t
8mmφの白金電極をスパッタにより電解質ペレットの
両面に設けた (CH(CONH2)−CH(CONH2)−)n・2
H2sO4は水溶液スラリーを真空乾燥し板状とした後
、同様に厚さ1mm、14mmφのペレット状に切り出
し 電解質として用いt4 電極は 同様に8mmφ
の白金電極をスパッタにより電解質ペレットの両面に設
けた 表 これらの電極付き電解質ペレットの上面に水素ガ入 下
面に空気を毎分50cc流し 温度は150℃に設定し
九 この燃料電池の性能を図に示す。
な耘 実施例2においては燃料電池に適用した場合を示
した力(これは他の一次電池や二次電池でもよく、もち
ろん表示素子、各種センサー 信号伝達媒体等にも利用
可能である。
した力(これは他の一次電池や二次電池でもよく、もち
ろん表示素子、各種センサー 信号伝達媒体等にも利用
可能である。
発明の効果
以上のように本発明(表 骨格が有機物ポリマであり、
側鎖に水素結合のネットワークを持つ置換基または非共
有電子対を有する置換基の少なくともいずれか一方を有
する化合物と酸との塩であるプロトン伝導体であり、低
温でのプロトン伝導を可能にするととも番ミ 可撓性
の良さや成形性の良さなどの特徴を合わせ持つことを可
能にする。
側鎖に水素結合のネットワークを持つ置換基または非共
有電子対を有する置換基の少なくともいずれか一方を有
する化合物と酸との塩であるプロトン伝導体であり、低
温でのプロトン伝導を可能にするととも番ミ 可撓性
の良さや成形性の良さなどの特徴を合わせ持つことを可
能にする。
図は本発明の一実施例の燃料電池のI−V特性図である
。 a ・・(−CF2−CF(SOsH)−)Tl、
b ・・(−CH(CONH2)−CH(CONH2)
−)n・2H2sO4゜ 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名O 覗汰乞贋(帆A / cmZ) ab
。 a ・・(−CF2−CF(SOsH)−)Tl、
b ・・(−CH(CONH2)−CH(CONH2)
−)n・2H2sO4゜ 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか1名O 覗汰乞贋(帆A / cmZ) ab
Claims (7)
- (1)骨格が有機物ポリマーであり、側鎖に水素結合の
ネットワークを持つ置換基または非共有電子対を有する
置換基の少なくともいずれか一方を有する化合物と酸と
の塩であることを特徴とするプロトン伝導体。 - (2)示性式(−CX_2−CX(R)−)nで表わさ
れ、Cは炭素であり、X=H、F、R=COOH、CO
NH_2、SO_3H、NH_2、(CX_2)_m−
R’、R’=COOH、CONH_2、SO_3H、N
H_2の中から選ばれた少なくとも1種以上の原子また
は置換基であり、n=100以上、m=1〜10である
ことを特徴とするプロトン伝導体。 - (3)示性式(−CX_2−CX(R)−)nで表わさ
れ、Cは炭素であり、X=H、F、R=COOH、CO
NH_2、SO_3H、NH_2、(CX_2)_m−
R’、R’=COOH、CONH_2、SO_3H、N
H_2の中から選ばれた少なくとも1種以上の原子また
は置換基であり、n=100以上、m=1〜10である
化合物と、H_2SO_4、H_3PO_4、R”CO
OH(R”=アルキル基)のいずれか一種以上の酸との
結晶であることを特徴とするプロトン伝導体。 - (4)示性式(−CX(R)−CX(R)−)nで表わ
され、Cは炭素であり、X=H、F、R=COOH、C
ONH_2、SO_3H、NH_2、(CX_2)−R
’、R’=COOH、CONH_2、SO_3H、NH
_2の中から選ばれた少なくとも1種以上の原子または
置換基であり、n=100以上、m=1〜10であるこ
とを特徴とするプロトン伝導体。 - (5)示性式(−CX(R)−CX(R)−)nで表わ
され、Cは炭素であり、X=H、F、R=COOH、C
ONH_2、SO_3H、NH_2、(CX_2)_m
−R’、R’=COOH、CONH_2、SO_3H、
NH_2の中から選ばれた少なくとも1種以上の原子ま
たは置換基であり、n=100以上、m=1〜10であ
る化合物と、H_2SO_4、H_3PO_4、R”C
OOH(R”=アルキル基)のいずれか一種以上の酸と
の結晶であることを特徴とするプロトン伝導体。 - (6)H_2SO_4、H_3PO_4の含まれる割合
が単位モノマー1に対して1〜4であることを特徴とす
る請求項1、3、4または5に記載のプロトン伝導体。 - (7)水を含まないことを特徴とする請求項1〜6のい
ずれかに記載のプロトン伝導体。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2113313A JPH0411608A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | プロトン伝導体 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2113313A JPH0411608A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | プロトン伝導体 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0411608A true JPH0411608A (ja) | 1992-01-16 |
Family
ID=14609067
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2113313A Pending JPH0411608A (ja) | 1990-04-27 | 1990-04-27 | プロトン伝導体 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0411608A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0731519A3 (ja) * | 1995-03-07 | 1996-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
US6221179B1 (en) | 1997-09-11 | 2001-04-24 | Kawasaki Steel Corporation | Hot rolled steel plate to be processed having hyper fine particles, method of manufacturing the same, and method of manufacturing cold rolled steel plate |
US7414102B2 (en) | 2003-06-11 | 2008-08-19 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Polymer electrolyte of high durability and a production process thereof |
-
1990
- 1990-04-27 JP JP2113313A patent/JPH0411608A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0731519A3 (ja) * | 1995-03-07 | 1996-10-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | |
US5682261A (en) * | 1995-03-07 | 1997-10-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Protonic conductor and electrochemical element using the same |
US6221179B1 (en) | 1997-09-11 | 2001-04-24 | Kawasaki Steel Corporation | Hot rolled steel plate to be processed having hyper fine particles, method of manufacturing the same, and method of manufacturing cold rolled steel plate |
US7414102B2 (en) | 2003-06-11 | 2008-08-19 | Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho | Polymer electrolyte of high durability and a production process thereof |
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