电解质材料、液态组合物以及固体高分子型燃料电池用膜电极接合体制造技术

本发明专利技术提供在宽温度范围和宽湿度范围内发电特性优良的膜电极接合体；适用于该膜电极接合体的催化剂层的电解质材料；以及适于形成该膜电极接合体的催化剂层的液态组合物。使用具有基于具有式(g1)所示的前体基团的全氟单体的结构单元(A)、式(u2)所示的结构单元(B)和基于四氟乙烯的结构单元(C)且结构单元(A)的比例为8～19摩尔％、结构单元(B)比例为65～80摩尔％、结构单元(C)的比例为1～27摩尔％的聚合物(F)的前体基团转化为离子交换基团而得的聚合物(H)所构成的电解质材料。[化1]

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解质材料、液态组合物以及固体高分子型燃料电池用膜电极接合体
本专利技术涉及电解质材料、含有该电解质材料的液态组合物以及催化剂层中含有该电解质材料的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体。
技术介绍
固体高分子型燃料电池中，从燃料电池系统的简化和低成本化的角度考虑，理想的是使反应气体(燃料气体和氧化剂气体)在高温、低湿的条件下运行。作为能够实现在高温、低湿条件下发电特性优良的固体高分子型燃料电池用膜电极接合体的催化剂层用的电解质材料，提出了以下材料。电解质材料，其由包含基于具有2个前体基团(-SO2F基)的全氟单体的结构单元(A)、基于具有五元环的全氟单体的结构单元(B)的聚合物(F)所具有的前体基团转化为离子交换基团(-SO3-H+)而得的聚合物(H)所构成，该聚合物(H)的离子交换容量为1.3～2.3毫当量/g干燥树脂(专利文献1)。另一方面，由于在燃料电池系统启动时必须在低温、高湿条件下运转，从而要求可在宽温度范围和宽湿度范围内运转。但是，专利文献1的电解质材料由于离子交换容量高而含水率高。因此，含有该电解质材料的催化剂层中，在低温、高湿条件下容易产生溢流现象(日文：フラッディング本文档来自技高网...

【技术保护点】
电解质材料，其特征在于，由下述聚合物(F)所具有的前体基团转化为离子交换基团而得的聚合物(H)构成，聚合物(F)：包含基于具有下式(g1)所示的前体基团的全氟单体的结构单元(A)、下式(u2)所示的结构单元(B)和基于四氟乙烯的结构单元(C)且全部结构单元100摩尔％中所述结构单元(A)的比例为8～19摩尔％、所述结构单元(B)的比例为65～80摩尔％、所述结构单元(C)的比例为1～27摩尔％的聚合物，[化1]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.25 JP 2014-2626001.电解质材料，其特征在于，由下述聚合物(F)所具有的前体基团转化为离子交换基团而得的聚合物(H)构成，聚合物(F)：包含基于具有下式(g1)所示的前体基团的全氟单体的结构单元(A)、下式(u2)所示的结构单元(B)和基于四氟乙烯的结构单元(C)且全部结构单元100摩尔％中所述结构单元(A)的比例为8～19摩尔％、所述结构单元(B)的比例为65～80摩尔％、所述结构单元(C)的比例为1～27摩尔％的聚合物，[化1]其中，Q1是可具有醚键性氧原子的全氟亚烷基，Q2是单键或可具有醚键性氧原子的全氟亚烷基，Y是氟原子或一价全氟有机基团，[化2]其中，R11和R12分别独立地是氟原子或碳数1～5的全氟烷基，R13和R14分别独立地是氟原子、碳数1～5的全氟烷基或碳数1～5的全氟烷氧基。2.如权利要求1所述的电解质材料，其特征在于，构成所述聚合物(F)的全部结构单元100摩尔％中，所述结构单元(A)的比例为13～18摩尔％，所述结构单元(B)的比例为67～78摩尔％，所述结构单元(C)的比例为4～20摩尔％。3.如权利要求1或2所述的电解质材料，其特征在于，所述聚合物(F)的下述TQ值为250～330℃，TQ值：使用长1mm、内径1mm的喷嘴，以2.94MPa的挤出压力的条件进行聚合物(F)的熔融挤出时挤出量达到100mm3/秒的温度。4.如权利要求1～3中任一项所述的电解质材料，其特征在于，所述聚合物(H)的离子交换容量为0.7～1.29毫当量/g干燥树脂。5.如权利要求1～4中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：本村了，斋藤贡，渡部浩行，
申请(专利权)人：旭硝子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP