高分子电解质组合物、及使用了其的高分子电解质膜、膜电极复合体及固体高分子型燃料电池制造技术

技术编号:11809330 阅读:86 留言:0更新日期:2015-08-01 03:08
本发明专利技术通过使用如下含氮添加剂而提供一种可实现低加湿条件下的优异的质子传导性、优异的机械强度和物理耐久性的实用性优异的高分子电解质组合物、及使用了其的高分子电解质膜、膜电极复合体及固体高分子型燃料电池,所述含氮添加剂即使在燃料电池运转中的强酸气氛下也可以抑制添加剂的溶出,具有能够耐受强氧化气氛的优异的化学稳定性,并且,可溶于各种通用有机溶剂中,加工性极其优异,并且,可以与含离子性基团的聚合物混合,在制膜时抑制相分离,抑制制膜时的海岛状的相分离结构的形成、渗出的发生。本发明专利技术的高分子电解质组合物为至少含有含离子性基团的聚合物(A)和含氮添加剂(B)的高分子电解质组合物,其特征在于,含氮添加剂(B)以特定的结构式表示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高分子电解质组合物、及使用了其的高分子电解质膜、膜电极复合体及固体高分子型燃料电池
本专利技术涉及高分子电解质组合物、以及使用了其的高分子电解质膜、膜电极复合体及固体高分子型燃料电池。
技术介绍
燃料电池是通过将氢、甲醇等燃料以电化学方式氧化来获取电能的一种发电装置,近年来作为清洁能源供给源备受瞩目。其中,固体高分子型燃料电池的标准的工作温度较低、为100℃左右,并且能量密度高,所以期待作为较小规模的分散型发电设施、汽车或船舶等移动物体的发电装置广泛应用。此外,作为小型移动设备、携带设备的电源也备受瞩目,期待代替镍氢电池、锂离子电池等二次电池而装载于移动电话、个人电脑等。燃料电池通常以电池单元(cell)为单位而构成,该电池单元如下构成,即,引起用于发电的反应的阳极和阴极的电极与作为阳极和阴极间的质子传导体的高分子电解质膜构成膜电极复合体(以下有时简称为MEA),将该MEA用隔膜夹住而形成电池单元。高分子电解质膜的主要成分为含离子性基团的聚合物(高分子电解质材料),但为了提高耐久性也可使用配合了添加剂等的高分子电解质组合物。高分子电解质组合物也适用于在特别苛刻的氧化气氛下使用的电极催本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高分子电解质组合物,至少含有含离子性基团的聚合物(A)和含氮添加剂(B),所述高分子电解质组合物的特征在于,含氮添加剂(B)以选自下述通式(C1)和下述通式(C2)中的至少一项表示,通式(C1)中,Ar表示亚芳基,R1表示选自卤素、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基、羧基、羧酸酯基、膦基、氧化膦基、膦酸基、磷酸酯基、磺酸基、硫酸酯基、羟基、氨基、氰基、硝基中的至少一种的基团,j表示0以上且7以下的整数,k表示2以上的整数,所有的R1彼此可以相同也可以不同;通式(C2)中,Ar表示亚芳基,R2表示选自卤素、碳原子数1~20的烷基...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.11.27 JP 2012-2584811.一种高分子电解质组合物,至少含有含离子性基团的聚合物(A)和含氮添加剂(B),所述高分子电解质组合物的特征在于,含氮添加剂(B)以选自下述通式(C1)和下述通式(C2)中的至少一项表示,通式(C1)中,Ar表示亚芳基,R1表示选自卤素、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基、羧基、羧酸酯基、膦基、氧化膦基、膦酸基、磷酸酯基、磺酸基、硫酸酯基、羟基、氨基、氰基、硝基中的至少一种的基团,j表示0以上且7以下的整数,k表示2以上的整数,所有的R1彼此可以相同也可以不同;通式(C2)中,Ar表示亚芳基,R2表示选自卤素、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基、羧基、羧酸酯基、膦基、氧化膦基、膦酸基、磷酸酯基、磺酸基、硫酸酯基、羟基、氨基、氰基、硝基中的至少一种的基团,X表示选自氢原子、卤素、碳原子数1~20的烷基、碳原子数1~20的烷氧基、碳原子数6~20的芳基、碳原子数6~20的芳氧基、羧基、羧酸酯基、膦基、氧化膦基、膦酸基、磷酸酯基、磺酸基、硫酸酯基、羟基、氨基、氰基、硝基中的至少一种的基团,m表示0以上且6以下的整数,n表示2以上且4以下的整数,所有的R2和X彼此可以相同也可以不同。2.如权利要求1所述的高分子电解质组合物,其特征在于,含氮添加剂(B)在60℃的水中的溶解度及在60℃的10质量%硫酸中的溶解度为20mg/L以下。3.如权利要求1或2所述的高分子电解质组合物,其特征在于,含氮添加剂(B)的分子量为400以上。4.如权利要求1或2所述的高分子电解质组合物,其中,含氮添加剂(B)的含量为高分子电解质组合物整体的0.02重量%以上且35重量...

【专利技术属性】
技术研发人员:国田友之出原大辅下山直树藤枝佑佳梅田浩明
申请(专利权)人:东丽株式会社
类型:发明
国别省市:日本;JP

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