RU2011102596A - Протонпроводящий композитный электролит, сборка мембрана-электрод с его использованием и электрохимическое устройство, использующее сборку мембрана-электрод - Google Patents

Протонпроводящий композитный электролит, сборка мембрана-электрод с его использованием и электрохимическое устройство, использующее сборку мембрана-электрод Download PDF

Info

Publication number
RU2011102596A
RU2011102596A RU2011102596/07A RU2011102596A RU2011102596A RU 2011102596 A RU2011102596 A RU 2011102596A RU 2011102596/07 A RU2011102596/07 A RU 2011102596/07A RU 2011102596 A RU2011102596 A RU 2011102596A RU 2011102596 A RU2011102596 A RU 2011102596A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
group
proton
membrane
composite electrolyte
conducting composite
Prior art date
Application number
RU2011102596/07A
Other languages
English (en)
Inventor
Такуро ХИРАКИМОТО (JP)
Такуро ХИРАКИМОТО
Original Assignee
Сони Корпорейшн (JP)
Сони Корпорейшн
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 Сони Корпорейшн (JP), Сони Корпорейшн filed Critical Сони Корпорейшн (JP)
Publication of RU2011102596A publication Critical patent/RU2011102596A/ru

Links

Classifications

    • 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
    • C08J5/2275—Heterogeneous membranes
    • 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
    • H01M4/8647—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites
    • H01M4/8652—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells consisting of more than one material, e.g. consisting of composites as mixture
    • 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
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/881—Electrolytic membranes
    • 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
    • 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
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • 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
    • 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
    • H01M2300/0088—Composites
    • H01M2300/0091—Composites in the form of mixtures
    • 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)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)

Abstract

1. Протонпроводящий композитный электролит, содержащий: ! электролит с протонодонорной группой; и ! соединение с группой кислоты Льюиса, в котором электроноакцепторный атом, составляющий группу кислоты Льюиса, и электронодонорный атом, составляющий протонодонорную группу, связаны друг с другом. !2. Протонпроводящий композитный электролит по п.1, в котором соединение является полимером с большим числом групп кислоты Льюиса в своих боковых цепях. ! 3. Протонпроводящий композитный электролит по п.1, в котором протонодонорная группа, по меньшей мере, является одной, выбранной из группы, состоящей из группы сульфоновой кислоты (-SO3H), фосфоновой группы (-PO(OH)2), бис-сульфонимидной группы , сульфонамидной группы (-SO2NH2), карбоксильной группы (-COOH), дифосфонометано группы (=C(PO(OH)2)2), и дисульфонометано группы (=C(SO3H)2). ! 4. Протонпроводящий композитный электролит по п.1, в котором электроноакцепторный атом, составляющий группу кислоты Льюиса, является бором (B) или алюминием (Al). ! 5. Протонпроводящий композитный электролит по п.3, в котором электролитом является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из соединения фуллерена с протонодонорной группой, полимера, в боковых цепях которого содержится множество молекул соединения феллерена, имеющего протонодонорные группы, полимера, в котором множество молекул соединения фуллерена, имеющего протонодонорные группы, соединены друг с другом, и полимера, имеющегомножество протонодонорных групп в его боковых цепях. ! 6. Сборка мембрана-электрод, содержащая электролитную мембрану, состоящую из протонпроводящего композитного электролита по одному из пп.1-5, и электроды с катализа�

Claims (9)

1. Протонпроводящий композитный электролит, содержащий:
электролит с протонодонорной группой; и
соединение с группой кислоты Льюиса, в котором электроноакцепторный атом, составляющий группу кислоты Льюиса, и электронодонорный атом, составляющий протонодонорную группу, связаны друг с другом.
2. Протонпроводящий композитный электролит по п.1, в котором соединение является полимером с большим числом групп кислоты Льюиса в своих боковых цепях.
3. Протонпроводящий композитный электролит по п.1, в котором протонодонорная группа, по меньшей мере, является одной, выбранной из группы, состоящей из группы сульфоновой кислоты (-SO3H), фосфоновой группы (-PO(OH)2), бис-сульфонимидной группы
Figure 00000001
, сульфонамидной группы (-SO2NH2), карбоксильной группы (-COOH), дифосфонометано группы (=C(PO(OH)2)2), и дисульфонометано группы (=C(SO3H)2).
4. Протонпроводящий композитный электролит по п.1, в котором электроноакцепторный атом, составляющий группу кислоты Льюиса, является бором (B) или алюминием (Al).
5. Протонпроводящий композитный электролит по п.3, в котором электролитом является по меньшей мере один, выбранный из группы, состоящей из соединения фуллерена с протонодонорной группой, полимера, в боковых цепях которого содержится множество молекул соединения феллерена, имеющего протонодонорные группы, полимера, в котором множество молекул соединения фуллерена, имеющего протонодонорные группы, соединены друг с другом, и полимера, имеющегомножество протонодонорных групп в его боковых цепях.
6. Сборка мембрана-электрод, содержащая электролитную мембрану, состоящую из протонпроводящего композитного электролита по одному из пп.1-5, и электроды с катализатором, в которых металл катализатора нанесен на электропроводящий носитель, причем электроды с катализатором расположены с обеих сторон электролитной мембраны.
7. Сборка мембрана-электрод по п.6, в которой электроды с катализатором содержат протонпроводящий композитный электролит.
8. Электрохимическое устройство, содержащее сборку мембрана-электрод по одному из пп.6 и 7, в котором электрохимическое устройство выполнено так, чтобы протон, полученный на одном из пары электродов с катализатором, расположенных с обеих сторон электролитной мембраны, перемещался на другой электрод с катализатором электролитной мембраной.
9. Электрохимическое устройство по п.8, в котором электрохимическое устройство выполнено в виде топливного элемента.
RU2011102596/07A 2008-07-25 2009-07-09 Протонпроводящий композитный электролит, сборка мембрана-электрод с его использованием и электрохимическое устройство, использующее сборку мембрана-электрод RU2011102596A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008191650 2008-07-25
JP2008-191650 2008-07-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2011102596A true RU2011102596A (ru) 2012-07-27

Family

ID=41570284

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2011102596/07A RU2011102596A (ru) 2008-07-25 2009-07-09 Протонпроводящий композитный электролит, сборка мембрана-электрод с его использованием и электрохимическое устройство, использующее сборку мембрана-электрод

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110223518A1 (ru)
JP (1) JP2010050089A (ru)
CN (1) CN102105945A (ru)
BR (1) BRPI0915980A2 (ru)
RU (1) RU2011102596A (ru)
WO (1) WO2010010820A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2583375C2 (ru) * 2011-09-13 2016-05-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Полупроводниковые тонкие пленки [60] фуллерена и их применение

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102473932A (zh) * 2009-07-22 2012-05-23 索尼公司 离子传导复合电解质、利用其的膜电极组件、利用膜电极组件的电化学装置及制造离子传导复合电解质膜的方法
WO2011132152A1 (en) * 2010-04-22 2011-10-27 Basf Se Improved polymer electrolyte membrane based on polyazole
US9819053B1 (en) 2012-04-11 2017-11-14 Ionic Materials, Inc. Solid electrolyte high energy battery
US11251455B2 (en) 2012-04-11 2022-02-15 Ionic Materials, Inc. Solid ionically conducting polymer material
US12074274B2 (en) 2012-04-11 2024-08-27 Ionic Materials, Inc. Solid state bipolar battery
US11319411B2 (en) 2012-04-11 2022-05-03 Ionic Materials, Inc. Solid ionically conducting polymer material
US10559827B2 (en) 2013-12-03 2020-02-11 Ionic Materials, Inc. Electrochemical cell having solid ionically conducting polymer material
US11152657B2 (en) 2012-04-11 2021-10-19 Ionic Materials, Inc. Alkaline metal-air battery cathode
CN103013039B (zh) * 2012-09-11 2014-10-08 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 磺化芳族聚合物/侧链含磺酰亚胺基芳族聚合物共混离子交换膜、其制备方法及应用
KR102168066B1 (ko) 2013-12-03 2020-10-20 아이오닉 머터리얼스, 인코퍼레이션 이온 전도성 고체 폴리머 물질 및 응용
EP3896771A1 (en) 2014-04-01 2021-10-20 Ionic Materials, Inc. High capacity polymer cathode and high energy density rechargeable cell comprising the cathode
EP3304636A4 (en) 2015-06-04 2018-11-07 Ionic Materials, Inc. Lithium metal battery with solid polymer electrolyte
JP6944379B2 (ja) 2015-06-04 2021-10-06 イオニツク・マテリアルズ・インコーポレーテツド 固体状バイポーラ電池
US11342559B2 (en) 2015-06-08 2022-05-24 Ionic Materials, Inc. Battery with polyvalent metal anode
WO2016200785A1 (en) * 2015-06-08 2016-12-15 Ionic Materials, Inc. Battery having aluminum anode and solid polymer electrolyte
US10118976B2 (en) * 2016-01-04 2018-11-06 California Institute Of Technology Anion-coordinating polymer electrolytes and related compositions, methods and systems
US11923504B2 (en) * 2016-03-28 2024-03-05 Temple University—Of the Commonwealth System of Higher Education Anionic polymers, electrolytes comprising the same, and methods of manufacture thereof
WO2018140552A1 (en) 2017-01-26 2018-08-02 Ionic Materials, Inc. Alkaline battery cathode with solid polymer electrolyte
US20230391818A1 (en) 2020-11-05 2023-12-07 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Peptide synthesis method for suppressing defect caused by diketopiperazine formation
WO2022098391A1 (en) * 2020-11-05 2022-05-12 1S1 Energy, Inc. Boron-containing porous membranes and methods of use thereof
AU2021374385B2 (en) * 2020-11-05 2024-05-30 1S1 Energy, Inc. Boron-containing porous membranes and methods of use thereof
EP4237424A4 (en) * 2020-11-05 2024-04-17 1S1 Energy, Inc. TETRAVALENT BORON-CONTAINING SOLID PROTON EXCHANGE CARRIERS AND METHODS FOR THE PRODUCTION AND USE OF TETRAVALENT BORON-CONTAINING SOLID PROTON EXCHANGE CARRIERS

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4923319B2 (ja) * 2000-07-25 2012-04-25 トヨタ自動車株式会社 燃料電池
JP3670565B2 (ja) * 2000-09-29 2005-07-13 株式会社東芝 液体供給型メタノール燃料電池用イオン導電性膜およびそれを用いた燃料電池
DE10230477A1 (de) * 2002-07-06 2004-01-15 Celanese Ventures Gmbh Funktionalisierte Polyazole, Verfahren zu ihrer Herstellung sowie ihre Verwendung
US20060204813A1 (en) * 2003-07-28 2006-09-14 Takuro Hirakimoto Ionic conductor, method of manufacturing the same, and electrochemical device
JP2006031674A (ja) * 2004-06-15 2006-02-02 Canon Inc 情報処理装置および方法並びにプログラム
EP1887642A4 (en) * 2005-05-25 2009-03-25 Nissan Motor ELECTRODE MATERIAL FOR FUEL CELL AND COMBUSTIBLE CELL
JP4854996B2 (ja) * 2005-06-29 2012-01-18 国立大学法人大阪大学 フラーレン化ポリマースルホン酸からなるプロトン伝導体とその製造方法
JP5114047B2 (ja) * 2006-06-15 2013-01-09 株式会社カネカ 高分子電解質膜の製造方法
US7989116B2 (en) * 2007-05-08 2011-08-02 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America, Inc. Electrolyte utilizing a lewis acid/bronstead acid complex

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2583375C2 (ru) * 2011-09-13 2016-05-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук (ИПХФ РАН) Полупроводниковые тонкие пленки [60] фуллерена и их применение

Also Published As

Publication number Publication date
WO2010010820A1 (ja) 2010-01-28
JP2010050089A (ja) 2010-03-04
CN102105945A (zh) 2011-06-22
BRPI0915980A2 (pt) 2019-09-24
US20110223518A1 (en) 2011-09-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2011102596A (ru) Протонпроводящий композитный электролит, сборка мембрана-электрод с его использованием и электрохимическое устройство, использующее сборку мембрана-электрод
Ye et al. A cost-effective nafion/lignin composite membrane with low vanadium ion permeation for high performance vanadium redox flow battery
Chaichi et al. A solid-state and flexible supercapacitor that operates across a wide temperature range
Liao et al. Highly-conductive composite bipolar plate based on ternary carbon materials and its performance in redox flow batteries
Mai et al. Sulfonated poly (tetramethydiphenyl ether ether ketone) membranes for vanadium redox flow battery application
KR101055105B1 (ko) 고분자 전해질 재료, 고분자 전해질 부품, 막 전극 복합체및 고분자 전해질형 연료 전지
Nicotera et al. A Novel Li+-Nafion-Sulfonated Graphene Oxide Membrane as Single Lithium-Ion Conducting Polymer Electrolyte for Lithium Batteries
US8389176B2 (en) Polymer membrane composition for fuel cell, polymer membrane prepared therefrom, membrane-electrode assembly, fuel cell including the same, and associated methods
Wu et al. Enhanced membrane ion selectivity by incorporating graphene oxide nanosheet for vanadium redox flow battery application
CN1945882A (zh) 用于燃料电池堆的电池电压测量元件和燃料电池系统
KR102291918B1 (ko) 촉매 층 및 전해장치
US20150147620A1 (en) Redox flow battery
JP2007528930A5 (ru)
KR100684734B1 (ko) 연료 전지용 고분자 전해질 막, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 연료 전지 장치
ATE551384T1 (de) Protonenleitende polymermembran
Lux et al. Template synthesis of arrays of nano fuel cells
ATE512478T1 (de) Membran-elektroden-einheit mit getempertem polymerelektrolyten
KR20150051082A (ko) 이온 교환막, 그 제조방법 및 그것을 포함한 레독스 플로우 전지
Ahlfield et al. Anion conducting ionomers for fuel cells and electrolyzers
ATE494641T1 (de) Brennstoffzellen zur verwendung in tragbaren einrichtungen
Chen et al. Enabling acidic oxygen reduction reaction in a zinc-air battery with bipolar membrane
Deka et al. Fabrication of pressure-responsive energy device from nanofluidic vanadium pentoxide and polymeric hydrogel
Stanis et al. Poly (3, 4-ethylenedioxythiphene)(PEDOT)-modified anodes: reduced methanol crossover in direct methanol fuel cells
Cai et al. Preparation and properties of sulfonated poly (aryl ether sulfone) s proton exchange membranes based on amino graft for vanadium flow battery
Zhu et al. Metallopolymer as a solid electrolyte for rechargeable Zn-metal alkaline batteries

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20120710