KR100634513B1 - 프로톤 전도체 및 이를 이용한 연료전지 - Google Patents

프로톤 전도체 및 이를 이용한 연료전지 Download PDF

Info

Publication number
KR100634513B1
KR100634513B1 KR1020040073360A KR20040073360A KR100634513B1 KR 100634513 B1 KR100634513 B1 KR 100634513B1 KR 1020040073360 A KR1020040073360 A KR 1020040073360A KR 20040073360 A KR20040073360 A KR 20040073360A KR 100634513 B1 KR100634513 B1 KR 100634513B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
proton
proton conductor
derivative
fuel cell
phosphoric acid
Prior art date
Application number
KR1020040073360A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20050052328A (ko
Inventor
후지바야시후사아끼
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Publication of KR20050052328A publication Critical patent/KR20050052328A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100634513B1 publication Critical patent/KR100634513B1/ko

Links

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
    • H01M8/102—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer
    • H01M8/1034—Polymeric electrolyte materials characterised by the chemical structure of the main chain of the ion-conducting polymer having phosphorus, e.g. 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
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • 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]
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/20—Manufacture of shaped structures of ion-exchange resins
    • C08J5/22—Films, membranes or diaphragms
    • C08J5/2206—Films, membranes or diaphragms based on organic and/or inorganic macromolecular compounds
    • C08J5/2218—Synthetic macromolecular compounds
    • C08J5/2256—Synthetic macromolecular compounds based on macromolecular compounds obtained by reactions other than those involving carbon-to-carbon bonds, e.g. obtained by polycondensation
    • 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)
  • 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)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

100℃ 이상 300℃ 이하의 작동온도 하에서 무가습 또는 상대습도 50% 이하에서도 양호한 이온 전도성을 발휘하는 프로톤 전도체 및 이 프로톤 전도체를 사용한 연료전지를 얻는다.
상기 프로톤 도전체는 축합 인산과 인산 이온과 금속 이온 및 프로톤 배위성 분자를 포함한다. 프로톤 배위성 분자로는 이미다졸, 이미다졸 유도체, 이미다졸륨염, 이미다졸륨 유도체, 피리딘, 피리딘 유도체, 피리디늄염, 피리디늄 유도체염, 3급 알킬암모니아, 4급 알킬암모늄염을 사용할 수 있다.
프로톤 전도체, 연료전지

Description

프로톤 전도체 및 이를 이용한 연료전지{Proton conductor and fuel cell using the same}
본 발명은, 100℃ 이상 300℃ 이하의 작동온도 하에서 무가습 또는 상대습도 50% 이하에서도 양호한 이온 전도성을 나타내는 프로톤 전도체 및 이 프로톤 전도체를 사용한 연료전지에 관한 것이다.
전압을 인가함으로써 이온이 이동하는 이온 전도체가 알려져 있다. 이 이온 전도체는 전지나 전기 화학 센서 등의 전기 화학 디바이스로서 널리 이용되고 있다.
예컨대 연료전지에서는 발전 효율, 시스템 효율, 구성부재의 장기 내구성의 관점에서 100℃～300℃ 정도의 작동온도에서 무가습 또는 상대습도 50% 이하의 저가습 작동 조건에서 양호한 프로톤 전도성을 장기 안정적으로 나타내는 프로톤 전도체가 요구되고 있다. 종래의 고체 고분자형 연료전지의 개발에 있어서 상기 요구를 감안하여 검토되어 왔으나, 퍼플루오로술폰산막에서는 100℃ 이상 300℃ 이하의 작동온도하, 상대습도 50% 이하에서는 충분한 프로톤 전도성 및 출력을 얻을 수 없는 결점이 있었다.
또한, 프로톤 전도성 부여제를 함유시킨 것(예컨대 일본 공개 특허 2001-035509호 공보 참조)이나 실리카 분산막을 사용한 것(예컨대 일본 공개 특허 평06-111827호 공보 참조), 무기-유기 복합막을 사용한 것(예컨대 일본 공개 특허 2000-090946호 공보 참조), 인산 도프 그래프트막을 사용한 것(예컨대 일본 공개 특허 2001-213987호 공보 참조), 또는 이온성 액체 복합막을 사용한 것(예컨대 일본 공개 특허 2001-167629호 공보, 일본 공개 특허 2003-123791호 공보 참조)이 있는데, 모두 100℃ 이상 300℃ 이하의 작동온도하, 상대습도 50% 이하의 사용환경하에서는 충분한 프로톤 전도성을 장기간 안정적으로 발휘할 수 없다.
또한, 인산형 연료전지, 고체 산화물형 연료전지, 용융염형 연료전지에서는 작동온도가 300℃를 크게 초과하기 때문에 구성부재의 장기 안정성에 문제가 생기는 등 비용면에서 요구를 충분히 만족시킬 수 없다. 그래서 상기 요구를 만족시키기 위해 졸-겔 다공질 글래스를 사용한 것(예컨대 일본 공개 특허 2002-097272호 공보 참조)이나 인산염의 하이드로겔을 사용한 것(예컨대 일본 공개 특허 2003-217339호 공보 참조.) 등이 검토되고 있지만, 프로톤 전도도, 장기 안정성 면에서 아직 충분하지 않다.
연료전지의 발전 효율, 시스템 효율, 구성부재의 장기 내구성의 관점에서 100℃～300℃ 정도의 작동온도에서 무가습 또는 상대습도 50% 이하의 저가습 작동 조건에서 양호한 프로톤 전도성을 장기 안정적으로 나타내는 프로톤 전도체가 요구되고 있지만, 종래의 기술로는 어려워서 아직 충분한 성능은 얻을 수 없었다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 100℃～300℃ 정도의 작동온도에서 무가습 또는 상대습도 50% 이하의 작동 조건에서 양호한 프로톤 전도성을 장기안정적으로 발휘할 수 있는 프로톤 전도체 및 이것을 사용한 연료전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 바람직한 일 구현예는,
(1) 축합 인산, (2) 인산 이온, (3) 금속 이온 및 (4) 프로톤 배위성 분자를 포함하는 프로톤 전도체를 제공한다.
상기 프로톤 전도체는 100℃～300℃ 정도의 작동온도에서 무가습 또는 상대습도 50% 이하의 작동 조건에서 양호한 프로톤 전도성을 장기 안정적으로 발휘할 수 있다.
본 발명의 프로톤 전도체에서는, 상기 (1) 축합 인산과 (2) 인산 이온의 비율이 P2O5 환산으로 10:90∼90:10의 범위에 있고, 상기 (3) 금속 이온의 양이 P 2O5 환산의 상기 (1) 축합 인산 및 (2) 인산 이온의 몰수에 대해 10∼90몰%의 범위에 있으며, 또한 상기 (1) 축합 인산과 (2) 인산 이온과 (3) 금속 이온의 합계 중량과 상기 (4) 프로톤 배위성 분자의 중량비가 10:90∼90:10의 범위에 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 프로톤 전도체에 사용하는 프로톤 배위성 분자로서는 이미다졸, 이미다졸 유도체, 이미다졸륨염, 이미다졸륨 유도체, 피리딘, 피리딘 유도체, 피리 디늄염, 피리디늄 유도체염, 3급 알킬암모니아, 4급 알킬암모늄염을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 사용하는 프로톤 배위성 분자로는, 상기 물질에 물을 더 가한 것이어도 좋다.
이들 프로톤 배위성 분자를 사용하면, 100℃～300℃ 정도의 작동온도에서 프로톤 전도성이 안정적이며, 또 장기적으로 안정성을 지속하게 된다.
본 발명의 연료전지는 상기 본 발명의 프로톤 전도체를 전해질막으로서 사용한 연료전지이다.
본 발명의 프로톤 전도체를 전해질막으로서 사용한 본 발명의 연료전지는 100℃ 이상 300℃ 이하, 상대습도가 50% 이하인 조건에서 양호한 프로톤 전도성을 장기간에 걸쳐 발휘하게 된다.
본 발명에 따르면, 100℃～300℃ 정도의 작동온도에서 무가습 또는 상대습도 50% 이하의 작동 조건에서 양호한 프로톤 전도성을 장기 안정적으로 발휘하는 프로톤 전도체를 얻을 수 있다. 이 프로톤 전도체를 전해질막으로서 사용하면 자동차 등의 고온의 사용 환경에서도 양호한 프로톤 전도성을 장기 안정적으로 발휘하는 연료전지를 얻을 수 있기 때문에 연료전지의 사용 범위를 비약적으로 확대할 수 있다.
본 발명에 사용되는 축합 인산이란, 인산이 탈수 축합된 것으로서, 축합도, 분자량 등에 제한은 없다. 축합 인산은 통상의 인산염 글래스의 제조 방법에 의해 얻어진다.
본 발명에 사용되는 인산 이온이란 정인산(ortho 인산)을 구성하는 3가의 음이온이다.
본 발명에 사용되는 금속 이온이란, 인산 글래스를 구성할 수 있는 금속 이온이고, 칼슘이온, 마그네슘 이온 등의 알카리 토류 금속 이온 또는 아연 이온, 동이온, 철이온 등의 금속 이온이다. 본 발명의 프로톤 전도체에서는 이들 금속 이온이 적어도 1종류 이상 포함되어 있으면 된다.
본 발명에 사용되는 프로톤 배위성 분자란, 분자내에 프로톤을 배위할 수 있는 비공유 전자쌍을 가진 분자로서, 상세하게는 분자구조 내에 질소 원자, 산소 원자를 1원자 이상 포함한 분자이다. 일 예로서는 암모니아, 피리딘, 이미다졸, 옥사졸, 벤즈이미다졸, 벤즈옥사졸, 티올 등을 들 수 있다. 본 발명의 프로톤 전도체는 이들 프로톤 배위성 분자를 적어도 1종류 포함하면 된다. 이들 프로톤 배위성 분자 중에서도 특히 이미다졸, 이미다졸유도체, 이미다졸륨염, 이미다졸륨 유도체염, 피리딘, 피리딘 유도체, 피리디늄염, 피리디늄 유도체염, 3급 알킬암모니아, 4급 알킬암모늄염이 취급성, 내구성, 성능 및 비용의 면에서 우수하다.
또한, 물 및 물 이외의 프로톤 배위성 분자를 조합해 프로톤 배위성 분자로서 사용하는 것은 성형성, 및 비용의 면에서 바람직하고, 특히 물과 이미다졸, 이미다졸 유도체, 이미다졸륨염, 이미다졸륨 유도체염, 피리딘, 피리딘 유도체, 피리디늄염, 피리디늄 유도체염, 3급 알킬암모니아, 4급 알킬암모늄염 중에서 1종 이상 조합하는 것은 취급성, 내구성, 성능 및 비용의 면에서 우수하다.
본 발명의 프로톤 전도체는 (1) 축합 인산, (2) 인산 이온, (3)금속 이온 및 (4) 프로톤 배위성 분자를 포함하는데, 이들 구성 성분의 바람직한 배합 비율은 이하와 같다.
상기 (1) 축합 인산과 (2) 인산 이온은 (1) 축합 인산과 (2) 인산 이온의 비율이 P2O5 환산으로 10:90∼90:10의 범위, 바람직하게는 1:4∼4:1의 범위에 있는 것이 바람직하다. 이 범위보다 축합 인산이 많으면 프로톤 전도성을 손상시키고, 적으면 취급성을 손상시킨다.
금속 이온의 양은 P2O5 환산의 상기 축합 인산 및 인산 이온의 몰수의 합계에 대해 금속 이온의 양이 10∼90몰%의 범위, 바람직하게는 20∼80몰%의 범위에 있는 것이 좋다. 이 범위보다 금속 이온이 많으면 프로톤 전도성을 손상시키고, 적으면 취급성을 손상시킨다.
또 프로톤 배위성 분자의 배합량은 축합 인산, 인산 이온, 금속 이온의 합계 중량과 프로톤 배위성 분자의 중량비가 10:90∼90:10인 범위, 바람직하게는 1:4∼4:1의 범위에 있는 것이 좋다. 이 범위보다 프로톤 배위성 분자의 배합량이 많으면 프로톤 전도성을 손상시키고, 적으면 프로톤 전도도의 장기 안정성을 손상시킨다.
본 발명의 프로톤 전도체는 (1) 축합 인산, (2) 인산 이온, (3) 금속 이온 및 (4) 프로톤 배위성 분자를 포함하는데, 그 제조 방법에는 특별히 제한이 없으며 각 성분을 혼합교반함으로써 얻을 수 있는 것 이외에 축합 글래스화, 겔화의 2개의 공정을 사용하여 제조하는 것이 품질, 비용면에서 바람직하다.
다음으로 본 발명의 연료전지는 상기 프로톤 전도체를 전해질막으로서 사용 한 것이다. 주지한 바와 같이 연료전지는 전해질막이 음극(수소극)과 양극(산소극)에 의해 끼워진 구조를 가지고 있다. 상기 음극과 양극에는, 외부 회로가 리드선을 통해 접속되어 있다. 상기 음극 측에는 수소 가스(H2)를 도입하기 위한 입구, 연료 가스를 배출하기 위한 출구를 갖춘 셀이 마련되어 있다. 상기 양극 쪽에는 산소 가스(O2)를 도입하기 위한 입구, (산소+물)을 배출하기 위한 출구를 갖춘 셀이 마련되어 있다. 이러한 구성의 연료전지의 셀 내에서는 음극 쪽의 입구에서 수소 가스를, 양극 쪽의 입구에서 산소 가스를 각각의 출구에 향해 공급하고, 양극(兩極) 간에 전해질막을 통해 프로톤을 이동시켜 방전하고 있다.
본 발명의 연료전지는 상기 본 발명의 프로톤 전도체를 전해질막으로서 사용한 것이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 실시예에 기초하여 설명하기로 한다.
한편 이온전도도의 측정은 다음의 방법에 의해 실행했다.
전해질막을 직경 13mm의 백금 전극에 개재시키고, 고정시켜 측정용 셀로 했다. 이 셀을 150℃의 항온조에 24시간 상태 조정을 실행하고, 그 후에 교류법에 의해 임피던스 측정을 실행했다. 이 때의 측정조건은 측정 주파수 1MHz∼0.1Hz, 전압 진폭은 50mV였다. 이 측정 결과의 Cole-Cole 플롯으로부터 Z"=0일 때의 Z'의 값을 막저항으로 하고 계산에 의해 이온전도도를 구했다.
<실시예 1>
정인산(순도 85%) 23g, 탄산 칼슘 10g, 물 20cc를 계량하여 교반 혼합했다. 이것을 100℃에서 24시간 건조시킨 후 1500℃의 전기로에서 2시간 가열했다. 가열 후, 용융물을 냉각고화시켜 인산 칼슘 글래스를 얻었다. 이 인산 칼슘 글래스를 분쇄한 후 프로톤 배위성 분자로서 같은 양의 이미다졸 수용액(20wt%)을 더해 겔상 물질을 얻었다.
이 겔상 물질을 31PMAS-NMR로 분석했을 때, 화학시프트의 차이로부터, 인산 분자는 축합 인산 구조와 정인산 이온 구조로서 존재한다는 것이 확인되었다. 이 겔상 물질을 프로톤 전도체로서 이온전도도를 150℃에서 측정했을 때 7×10-2S/cm였다. 또 100시간 150℃의 항온조에 유지하면서 이온전도도를 측정했을 때 여전히 이온전도도는 7×10-2S/cm였다. 이 겔상의 프로톤 전도체를 시판되는 연료전지용 전극(Electrochem사)으로 협지하여 막전극 접합체로 하고, 150℃, 무가습의 조건하에서, 수소/공기로 연료전지를 운전을 했을 때 전류 밀도 0.3A/cm2에서 0.66V의 단자 전압을 얻었다.
<실시예 2∼10>
프로톤 배위성 분자로서 이미다졸 대신에 표 1에 나타낸 물질을 가하여 실시예 1과 같이 프로톤 전도체로 했다. 이 프로톤 전도체의 이온전도도를 실시예 1과 동일한 온도 조건에서 측정했다. 또 100시간 150℃의 항온조에 유지한 후의 이온전도도를 측정했다. 또 이 프로톤 전도체를 사용하여 실시예 1과 동일한 연료전지를 구성하여 전류 밀도와 단자 전압을 측정했다. 이러한 결과를 표 1에 정리해 기록한다.
프로톤 배위성분자 배합량 이온전도도(at 150℃, S/cm)
합성직후 150℃×100시간후
실시예 1 이미다졸 20wt% 수용액 50wt% 7×10-2 7×10-2
실시예 2 1-에틸-3-메틸 이미다졸 60wt% 4×10-2 3×10-2
실시예 3 이미다졸륨 트리플루오로메틸술포닐 아미드 70wt% 8×10-2 6×10-2
실시예 4 1-에틸-3-메틸이미다졸륨트리풀루오로메탄술포네이트 30wt% 2×10-2 2×10-2
실시예 5 피리딘 40wt% 3×10-2 1×10-2
실시예 6 2-에틸피리딘 50wt% 6×10-2 3×10-2
실시예 7 피리디늄트리풀루오로메탄술포네이트 70wt% 4×10-2 3×10-2
실시예 8 2-에틸피리디늄트리풀루오로메틸술포닐아미드 60wt% 3×10-2 3×10-2
실시예 9 트리메틸아민 50wt% 1×10-2 9×10-3
실시예 10 트리메틸프로필암모늄트리풀루오로메틸술포닐아미드 30wt% 2×10-2 1×10-2
비교예 없음 - 6×10-3 2×10-6
<비교예 1>
정인산(순도 85%) 23g, 탄산 칼슘 10g, 물 20cc를 계량하여 교반 혼합했다. 이것을 100℃에서 24시간 건조시킨 후 1500℃의 전기로에서 2시간 가열했다. 가열 후 용융물을 냉각 고화시켜 인산 칼슘 글래스를 얻었다. 이 인산 칼슘 글래스를 분쇄 후 같은 양의 물을 더하여 겔상 물질을 얻었다. 이 겔상 물질을 31PMAS-NMR로 분석했을 때 화학 시프트의 차이로부터 인산 원소는 축합 인산 구조와 정인산 이온 구조로서 존재한다는 것이 확인되었다. 이 겔상 물질을 프로톤 전도체로서 이온전도도를 150℃에서 측정했을 때 6×10-3S/cm였다. 또한 100시간 150℃의 항온조에서 유지하고 이온전도도를 측정했을 때 2×10-6S/cm까지 저하되어 이온전도도의 장기 안정성에 문제가 있다는 것이 분명해졌다.
또한 이 프로톤 전도체를 사용하여 실시예 1과 동일한 연료전지를 구성하여 전류 밀도와 단자 전압을 측정했을 때 전류 밀도가 0.3A/cm2에서 단자 전압은 0.24V였다.
본 발명에 따르면 100℃～300℃ 정도의 고온의 사용 환경에서도 높은 이온전도도를 얻을 수 있고, 또한 이온전도도가 장기간에 걸쳐 안정적이기 때문에 자동차 등에 이용하기에 매우 유용하다.

Claims (5)

  1. (1) 축합 인산과 (2) 인산 이온과 (3) 금속 이온 및 (4) 프로톤 배위성 분자를 포함하는 것을 특징으로 하는 프로톤 전도체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (1) 축합 인산과 (2) 인산 이온의 비율이 P2O5 환산으로 10:90∼90:10의 범위에 있고, 상기 (3) 금속 이온의 양이 P2O5 환산의 상기 (1) 축합 인산 및 (2) 인산 이온의 몰수에 대해 10∼90몰%의 범위에 있으며, 또한 상기 (1) 축합 인산과 (2) 인산 이온과 (3) 금속 이온의 합계 중량과 상기 (4) 프로톤 배위성 분자의 중량비가 10:90∼90:10의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 프로톤 전도체.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로톤 배위성 분자가 이미다졸, 이미다졸 유도체, 이미다졸륨염, 이미다졸륨 유도체, 피리딘, 피리딘 유도체, 피리디늄염, 피리디늄 유도체염, 3급 알킬암모니아 및 4급 알킬암모늄염 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 프로톤 전도체.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 프로톤 배위성 분자가 제3항에 기재된 물질에 물을 더 가한 것을 특징으로 하는 프로톤 전도체.
  5. 제1항 또는 제2항에 기재된 프로톤 전도체를 전해질로서 이용한 것을 특징으로 하는 연료전지.
KR1020040073360A 2003-11-28 2004-09-14 프로톤 전도체 및 이를 이용한 연료전지 KR100634513B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2003-00398914 2003-11-28
JP2003398914A JP4642342B2 (ja) 2003-11-28 2003-11-28 プロトン伝導体および燃料電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20050052328A KR20050052328A (ko) 2005-06-02
KR100634513B1 true KR100634513B1 (ko) 2006-10-16

Family

ID=34723614

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020040073360A KR100634513B1 (ko) 2003-11-28 2004-09-14 프로톤 전도체 및 이를 이용한 연료전지

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP4642342B2 (ko)
KR (1) KR100634513B1 (ko)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100570745B1 (ko) 2003-10-30 2006-04-12 삼성에스디아이 주식회사 폴리(2,5-벤즈이미다졸)의 제조방법
WO2006051772A1 (ja) * 2004-11-09 2006-05-18 Ube Industries, Ltd. 液体電解質
JP4904750B2 (ja) * 2004-11-09 2012-03-28 宇部興産株式会社 液体電解質
JP5251513B2 (ja) 2006-10-23 2013-07-31 旭硝子株式会社 固体高分子形燃料電池用膜電極接合体
JP5231737B2 (ja) * 2007-01-25 2013-07-10 学校法人中部大学 燃料電池固体電解質
WO2010131301A1 (ja) 2009-05-11 2010-11-18 パナソニック株式会社 プロトン伝導性ゲルを用いた燃料電池、およびその製造方法、ならびに発電方法
JP5461928B2 (ja) * 2009-09-02 2014-04-02 旭ファイバーグラス株式会社 無機質系水性組成物及び無機質系水性組成物の製造方法
JP4792547B2 (ja) * 2010-01-27 2011-10-12 パナソニック株式会社 燃料電池を用いる発電方法および燃料電池
TWI424882B (zh) 2010-12-29 2014-02-01 Ind Tech Res Inst 具含氮化合物修飾之金屬觸媒組成物
JP6139177B2 (ja) 2012-04-16 2017-05-31 株式会社デンソー プロトン伝導体、プロトン伝導体の製造方法、及び燃料電池
JP6674204B2 (ja) * 2015-07-30 2020-04-01 株式会社デンソー プロトン伝導体、プロトン伝導体の製造方法、及び燃料電池
JP2017224514A (ja) * 2016-06-16 2017-12-21 株式会社デンソー 燃料電池用電極、燃料電池および触媒体
JP6726633B2 (ja) * 2017-03-02 2020-07-22 株式会社デンソー プロトン伝導体および燃料電池
KR20190037412A (ko) * 2017-09-29 2019-04-08 가천대학교 산학협력단 복합 고분자 전해질막 제조방법 및 연료전지
JP2020113367A (ja) * 2019-01-08 2020-07-27 株式会社デンソー プロトン伝導体および燃料電池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030148162A1 (en) 2002-01-18 2003-08-07 Narayanan Sekharipuram R. Proton conducting membranes for high temperature fuel cells developed with sold state "water free" proton conducting membranes
EP1334993A2 (en) 2002-02-12 2003-08-13 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Proton conducting membrane, method for producing the same, and fuel cell using the same
JP2003331869A (ja) 2002-05-14 2003-11-21 Hitachi Ltd プロトン伝導性材料

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4036279B2 (ja) * 2001-10-09 2008-01-23 よこはまティーエルオー株式会社 プロトン伝導体及びこれを用いた燃料電池
JP4093549B2 (ja) * 2001-10-15 2008-06-04 東京窯業株式会社 高プロトン導電性を有するガラス体の製造方法
JP3687038B2 (ja) * 2002-01-16 2005-08-24 財団法人名古屋産業科学研究所 プロトン伝導ゲル、プロトン伝導体及びこれらの製造方法
AU2003220953A1 (en) * 2002-03-29 2003-10-13 Kri, Inc. Proton exchanger for fuel cell and fuel cell containing the same

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030148162A1 (en) 2002-01-18 2003-08-07 Narayanan Sekharipuram R. Proton conducting membranes for high temperature fuel cells developed with sold state "water free" proton conducting membranes
EP1334993A2 (en) 2002-02-12 2003-08-13 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology Proton conducting membrane, method for producing the same, and fuel cell using the same
JP2003331869A (ja) 2002-05-14 2003-11-21 Hitachi Ltd プロトン伝導性材料

Also Published As

Publication number Publication date
KR20050052328A (ko) 2005-06-02
JP2005158646A (ja) 2005-06-16
JP4642342B2 (ja) 2011-03-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100634513B1 (ko) 프로톤 전도체 및 이를 이용한 연료전지
Luo et al. Imidazolium methanesulfonate as a high temperature proton conductor
US6767664B2 (en) Proton conducting polymer, method for producing the same, solid polymer electrolyte and electrode
EP3197906B1 (en) Processes for preparing polyoxometalate salts for use in proton exchange membranes and fuel cells
JP4036279B2 (ja) プロトン伝導体及びこれを用いた燃料電池
EP1474839B1 (en) Polymer electrolyte membranes for use in fuel cells
Özden et al. Synthesis and proton conductivity studies of doped azole functional polymer electrolyte membranes
Ooi et al. CHS-WSiA doped hexafluoropropylidene-containing polybenzimidazole composite membranes for medium temperature dry fuel cells
KR101609271B1 (ko) 유무기 복합 프로톤 전도체, 이를 포함하는 연료전지용 전극과 전해질막 및 이를 채용한 연료전지
US8273500B2 (en) Polymer electrolyte composition and fuel cell
US20100167103A1 (en) Solid proton conductor for fuel cell and fuel cell using the same
JP4549663B2 (ja) 固体高分子電解質および燃料電池
JPWO2003083981A1 (ja) 燃料電池用プロトン交換体及びこれを備えた燃料電池
US20060260935A1 (en) Aqueous ionomeric gels and products and methods related thereto
Mizumo et al. Thermally stable and proton conductive ionogel based on brønsted acidic ionic liquid with the support of silicate network
US20050142411A1 (en) Gel electrolyte and fuel cell employing the same
KR100668322B1 (ko) 프로톤 전도성 고체 고분자 전해질막 및 이를 채용한 연료전지
US9029492B2 (en) Superconducting electrolytic hybrid material, and preparation method and uses thereof
US6303053B1 (en) Method for producing meta type polyaniline
JP2005174587A (ja) ゲル電解質及び燃料電池
KR101395040B1 (ko) 알킬 사슬 변성 술폰화 폴리에테르술폰 공중합체 및 그 제조 방법
JP2014179166A (ja) プロトン伝導体
JP2006147164A (ja) 高分子電解質膜とこの製造方法およびこれを用いた燃料電池
JP2009016344A (ja) 複合プロトン伝導体、プロトン伝導性電解質膜、及び燃料電池
Ye et al. Preparation and properties of conducting polypyrrole doped with fluorinated imides

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20120921

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130924

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140930

Year of fee payment: 9

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150925

Year of fee payment: 10

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160922

Year of fee payment: 11

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170920

Year of fee payment: 12

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180917

Year of fee payment: 13

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 14