KR101093703B1 - 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법 - Google Patents
연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR101093703B1 KR101093703B1 KR1020090057232A KR20090057232A KR101093703B1 KR 101093703 B1 KR101093703 B1 KR 101093703B1 KR 1020090057232 A KR1020090057232 A KR 1020090057232A KR 20090057232 A KR20090057232 A KR 20090057232A KR 101093703 B1 KR101093703 B1 KR 101093703B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- electrolyte membrane
- polymer electrolyte
- fuel cell
- polymer
- fuel
- Prior art date
Links
Images
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
- H01M8/1039—Polymeric electrolyte materials halogenated, e.g. sulfonated polyvinylidene fluorides
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
-
- 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
- H01M8/04—Auxiliary arrangements, e.g. for control of pressure or for circulation of fluids
-
- 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
- H01M8/1067—Polymeric electrolyte materials characterised by their physical properties, e.g. porosity, ionic conductivity or thickness
-
- 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
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0082—Organic polymers
-
- 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)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Fuel Cell (AREA)
Abstract
Description
수소 이온 전도성을 갖는 고분자 분말 | 다가 알코올 (부피부) |
용매 (부피부) |
결정 융해 엔탈피 (J/g) |
H22.5/N17.5 | |
실시예 1 | 100 | DPG (700) | DW (300) | 72.0 | 0.60 |
실시예 2 | 100 | DPG (700) | IPA (300) | 67.3 | 0.60 |
실시예 3 | 100 | DPG (300) | IPA (700) | 95.6 | 0.40 |
실시예 4 | 100 | DPG (1000) | (0) | 92.3 | 0.72 |
비교예 1 | 상용 나피온 211 (Du Pont사) |
(0) | (0) | 결정피크 없음 | 0.16 |
비교예 2 | 100 | (0) | (0) | 42 | 0.20 |
DPG: 디프로필렌글리콜(dipropyleneglycol) DW: 증류수(distilled water) IPA: 이소프로필알코올(isopropylalcohol) |
Claims (14)
- 시차주사열량계(differential scanning calorimeter, DSC)에 의해 측정되는 결정 융해 엔탈피가 67.3 J/g 이상인 것으로 대표되는 결정화도를 가지는 이오노머를 포함하는 연료전지용 고분자 전해질막.
- 제1항에 있어서,상기 연료전지용 고분자 전해질막은 시차주사열량계 측정 결과, 125 내지 200 ℃ 범위에서 발열피크를 가지는 것인 연료전지용 고분자 전해질막.
- 제1항에 있어서,상기 연료전지용 고분자 전해질막은 CuKα선을 사용한 광각 X-선 회절 스펙트럼(wide-angle X-ray diffraction spectrum)의 분석 결과, 20 내지 23 도 범위의 회절각도(2θ)에서 XRD 피크를 보이는 것인 연료전지용 고분자 전해질막.
- 제1항에 있어서,상기 연료전지용 고분자 전해질막은 16 내지 18 도 범위의 회절각도(2θ)에 서 보이는 XRD 피크 강도(N)에 대한, 20 내지 23 도 범위의 회절각도(2θ)에서 보이는 XRD 피크 강도(H)의 비율(H/N)이 0.3 내지 0.9 범위인 것인 연료전지용 고분자 전해질막.
- 제1항에 있어서,상기 연료전지용 고분자 전해질막은 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 분말 및 다가알코올을 포함하는 혼합물로부터 얻어지는 것인 연료전지용 고분자 전해질막.
- 제1항에 있어서,상기 연료전지용 고분자 전해질막은 측쇄에 술폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 양이온 교환기를 포함하는 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 분말; 및용해도 상수가 8 내지 24 (cal/cm3)1/2 범위인 다가알코올을 포함하는 혼합물로부터 얻어지는 것인 연료전지용 고분자 전해질막.
- 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 분말 및 다가알코올을 혼합하여 클러스터를 제조하는 단계;상기 클러스터를 건조하는 단계; 및상기 건조된 클러스터를 열처리하는 단계를 포함하고,상기 다가알코올은 C1 내지 C10 알킬렌글리콜, 글리세롤, 프로필렌글리콜메틸에테르 및 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 것인 연료전지용 고분자 전해질막의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 클러스터는 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 분말 100 부피부에 대하여, 다가알코올을 10 내지 1000 범위의 부피부로 포함하는 것인 연료전지용 고분자 전해질막의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 분말은 측쇄에 술폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 양이온 교환기를 포함하는 것인 연료전지용 고분자 전해질막의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 다가알코올은 용해도 상수가 8 내지 24 (cal/cm3)1/2 범위인 것인 연료전지용 고분자 전해질막의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 건조는 60 내지 80 ℃에서 수행하는 것인 연료전지용 고분자 전해질막의 제조방법.
- 제7항에 있어서,상기 열처리는 100 내지 140 ℃ 범위에서 수행하는 것인 연료전지용 고분자 전해질막의 제조방법.
- 서로 대향하여 위치하는 캐소드 전극과 애노드 전극; 및상기 캐소드 전극과 애노드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막을 포함하며,상기 고분자 전해질 막은 제1항 내지 제6항 중에서 선택된 어느 한 항의 연료전지용 고분자 전해질막을 포함하는 것인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.
- 적어도 하나의 전기 발생부, 연료 공급부 및 산화제 공급부를 포함하고,상기 전기 발생부는 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극과 캐소드 전극을 포함하고, 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막을 포함하고,상기 고분자 전해질 막은 제1항 내지 제6항 중에서 선택된 어느 한 항의 연료전지용 고분자 전해질막을 포함하는 것인 연료 전지 시스템.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090057232A KR101093703B1 (ko) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법 |
US12/819,405 US20100330453A1 (en) | 2009-06-25 | 2010-06-21 | Polymer electrolyte membrane for fuel cell system and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090057232A KR101093703B1 (ko) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20100138628A KR20100138628A (ko) | 2010-12-31 |
KR101093703B1 true KR101093703B1 (ko) | 2011-12-15 |
Family
ID=43381113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020090057232A KR101093703B1 (ko) | 2009-06-25 | 2009-06-25 | 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20100330453A1 (ko) |
KR (1) | KR101093703B1 (ko) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101309160B1 (ko) * | 2011-08-11 | 2013-09-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 연료 전지용 촉매층 조성물, 그리고 이를 이용한 연료 전지용 전극, 연료 전지용 전극의 제조 방법, 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 연료 전지 시스템 |
KR20160087494A (ko) | 2015-01-13 | 2016-07-22 | 한국해양과학기술원 | 이산화탄소 해양지중저장용 임시저장탱크 내부의 압력제어 장치 |
KR20160087493A (ko) | 2015-01-13 | 2016-07-22 | 한국해양과학기술원 | 이산화탄소 해양지중저장용 임시저장탱크 내부 기체-액체 경계면 높이 파악용 전극센서 |
KR101708549B1 (ko) | 2015-02-11 | 2017-02-21 | 한국해양대학교 산학협력단 | 액화 이산화탄소 화물창 온도제어를 위한 열사이폰 장치 |
KR101868673B1 (ko) | 2015-12-30 | 2018-06-18 | 한국해양과학기술원 | 이산화탄소 해양지중저장용 임시저장탱크 내부 이산화탄소 냉각 장치 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005019055A (ja) | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Toray Ind Inc | 高分子電解質ならびにそれを用いた高分子電解質膜、膜電極複合体および高分子電解質型燃料電池 |
KR100614044B1 (ko) * | 2004-11-16 | 2006-08-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 |
JP2007204578A (ja) | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Toray Ind Inc | 高分子電解質材料および高分子電解質膜、ならびにそれを用いた高分子電解質部品、高分子電解質膜、膜電極複合体および高分子電解質型燃料電池 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10302805A (ja) * | 1997-04-22 | 1998-11-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 固体高分子電解質膜と電極との接合体およびその製造法とそれを用いた燃料電池 |
US7288603B2 (en) * | 2000-11-13 | 2007-10-30 | Toyo Boseki Kabushiki Kaisha | Polybenzazole compound having sulfonic acid group and/or phosphonic acid group, resin composition containing the same, resin molding, solid polymer electrolyte membrane, solid polymer electrolyte membrane/electrode assembly and method of preparing assembly |
ITMI20040789A1 (it) * | 2004-04-22 | 2004-07-22 | Solvay Solexis Spa | Membrane fluorurate |
US20070128491A1 (en) * | 2005-07-13 | 2007-06-07 | California Institute Of Technology | Advanced solid acid electrolyte composites |
US8455557B2 (en) * | 2006-05-24 | 2013-06-04 | Ben Gurion University Of The Negev R&D Authority | Membranes, coatings and films and methods for their preparation |
DE102007011424A1 (de) * | 2007-03-08 | 2008-09-11 | Lanxess Deutschland Gmbh | Polymerelektrolytmembran mit funktionalisierten Nanopartikeln |
-
2009
- 2009-06-25 KR KR1020090057232A patent/KR101093703B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-06-21 US US12/819,405 patent/US20100330453A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005019055A (ja) | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Toray Ind Inc | 高分子電解質ならびにそれを用いた高分子電解質膜、膜電極複合体および高分子電解質型燃料電池 |
KR100614044B1 (ko) * | 2004-11-16 | 2006-08-22 | 삼성에스디아이 주식회사 | 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지 시스템 |
JP2007204578A (ja) | 2006-02-01 | 2007-08-16 | Toray Ind Inc | 高分子電解質材料および高分子電解質膜、ならびにそれを用いた高分子電解質部品、高分子電解質膜、膜電極複合体および高分子電解質型燃料電池 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Synthesis and characterization of composite membranes based on zirconium phosphate and silicotungstic acid, Journal of Membrane Science 292, pp98-105 (2007.01.24.)* |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20100330453A1 (en) | 2010-12-30 |
KR20100138628A (ko) | 2010-12-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR20080042551A (ko) | 연료 전지용 전극, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR100953617B1 (ko) | 연료 전지용 전극, 이를 포함하는 연료 전지용 막-전극어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
JP2014007158A (ja) | 燃料電池用担体、これを含む燃料電池用電極、燃料電池用膜−電極接合体および燃料電池システム | |
KR101093703B1 (ko) | 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법 | |
KR20070114494A (ko) | 연료 전지용 캐소드 촉매 및 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 | |
KR100903616B1 (ko) | 연료 전지용 캐소드 촉매, 이의 제조 방법, 이를 포함하는막-전극 어셈블리, 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20070098136A (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지시스템 | |
KR20080032962A (ko) | 연료 전지용 캐소드 전극, 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 연료 전지 시스템 | |
KR100976453B1 (ko) | 연료 전지용 애노드 전극, 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20070099120A (ko) | 연료 전지용 애노드 전극, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR100959117B1 (ko) | 연료 전지용 전극 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20080047765A (ko) | 연료전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조방법, 및 이를포함하는 연료전지 시스템 | |
KR101561101B1 (ko) | 고분자촉매슬러리조성물, 다공성 전극, 이를 포함하는 막-전극 접합체 및 그 제조방법 | |
KR101351392B1 (ko) | 연료 전지용 전극, 및 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및 연료 전지 시스템 | |
KR100839372B1 (ko) | 연료 전지용 촉매의 제조 방법 | |
KR20090032564A (ko) | 연료 전지용 고분자 전해질막, 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 연료 전지 시스템 | |
KR100778437B1 (ko) | 연료 전지용 캐소드 촉매, 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 연료 전지 시스템 | |
KR100759436B1 (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20080045461A (ko) | 연료 전지용 고분자 전해질 막, 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20070099935A (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지시스템 | |
KR100759435B1 (ko) | 연료 전지용 촉매 및 이를 포함하는 연료 전지용 막-전극어셈블리 | |
KR20080041846A (ko) | 연료 전지용 막-전극 어셈블리, 이의 제조 방법 및 이를포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20070105701A (ko) | 연료 전지용 캐소드 촉매, 및 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 연료전지 시스템 | |
KR20070099121A (ko) | 연료 전지용 애노드 전극, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리및 이를 포함하는 연료 전지 시스템 | |
KR20070105700A (ko) | 연료 전지용 캐소드 촉매, 및 이를 포함하는 연료 전지용막-전극 어셈블리 및 여료전지 시스템 |
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: 20141118 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20151120 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20161115 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20171121 Year of fee payment: 7 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20181119 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20191203 Year of fee payment: 9 |