具有桥接结构的质子传导膜和燃料电池制造技术

本公开提供具有桥接结构的质子传导膜和燃料电池。质子传导膜包含聚合物和增塑剂，聚合物具有通过共价键连接在一起的第1部分和第2部分。第1部分在质子传导膜的使用温度下相互凝集而形成畴，并且第2部分将畴之间桥接。第2部分具有质子接受基团，并且增塑剂包含pKa为2.5以下的质子供体化合物，由此增塑剂渗透到第2部分，与不含增塑剂的情况相比，聚合物的玻璃化转变温度降低。

Proton conducting membrane and fuel cell with bridge structure

【技术实现步骤摘要】
具有桥接结构的质子传导膜和燃料电池
本公开涉及质子传导膜和燃料电池。
技术介绍
以往，作为燃料电池用的电解质材料所使用的质子传导膜，例如已知Nafion(注册商标，以下相同)等全氟磺酸树脂膜。但是，为了通过这样的全氟磺酸树脂膜实现高的质子传导率，水的存在是不可或缺的。因此，具备这样的全氟磺酸树脂膜的燃料电池，需要限制使用温度低于水的沸点。因此，对能够在低湿或无水环境下使用的质子传导膜进行开发。例如，日本特开2011-198477中公开了作为固体电解质的质子传导膜，其包含由含磷酸基的硅酮系聚合物和其它硅酮系聚合物构成的嵌段共聚物。另外，国际公开第2010/047329中公开了作为由含有嵌段共聚物和具有离子传导性的金属磷酸盐的组合物构成的电解质的质子传导膜，所述嵌段共聚物以彼此相分离的聚合物嵌段(A)和(B)为构成成分，聚合物嵌段(A)具有离子传导性基团，聚合物嵌段(B)形成柔软相，离子传导性基团实质上仅存在于聚合物嵌段(A)。另外，国际公开第2017/183397中公开了一种在非加湿状态下显示质子传导性的质子传导膜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种质子传导膜，其特征在于，包含聚合物和增塑剂，/n所述聚合物具有通过共价键连接在一起的第1部分和第2部分，/n其中，所述第1部分在所述质子传导膜的使用温度下相互凝集而形成畴，并且所述第2部分将所述畴之间桥接，/n所述第2部分具有质子接受基团，并且所述增塑剂包含pKa为2.5以下的质子供体化合物，由此所述增塑剂渗透到所述第2部分，与不含所述增塑剂的情况相比，所述聚合物的玻璃化转变温度降低。/n

【技术特征摘要】
20181024 JP 2018-2004361.一种质子传导膜，其特征在于，包含聚合物和增塑剂，
所述聚合物具有通过共价键连接在一起的第1部分和第2部分，
其中，所述第1部分在所述质子传导膜的使用温度下相互凝集而形成畴，并且所述第2部分将所述畴之间桥接，
所述第2部分具有质子接受基团，并且所述增塑剂包含pKa为2.5以下的质子供体化合物，由此所述增塑剂渗透到所述第2部分，与不含所述增塑剂的情况相比，所述聚合物的玻璃化转变温度降低。


2.根据权利要求1所述的质子传导膜，其特征在于，
所述畴为玻璃态或结晶态。


3.根据权利要求1或2所述的质子传导膜，其特征在于，
所述聚合物是嵌段共聚物，
所述第1部分是所述嵌段共聚物的A嵌段，
所述第2部分是所述嵌段共聚物的B嵌段。


4.根据权利要求1～3的任一项所述的质子传导膜，其特征在于，
所述质子供体化合物相对于所述质子接受基团的摩尔比为1.0以上且10.0以下。


5.根据权利要求1～4的任一项所述的质子传导膜，其特征在于，
所述质子传导膜在50℃以上且100℃以下的温度范围内是粘弹性固体。


6.根据权利要求1～5的任一项所述的质子传导膜，其特征在于，
在将所述聚合物和所述增塑剂的合计设为100质量份时，所述增塑剂的含量为50质量份以上且90质量份以下。


7.根据权利要求1～6的任一项所述的质子传导膜...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村直树，野吕笃史，梶田贵都，田中春佳，松下裕秀，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，国立大学法人名古屋大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP