具有阳离子或阴离子传导能力的电解质膜的制造制造技术

本文中公开了一种具有阳离子或阴离子传导能力的电解质膜，其在多孔载体中包含交联的无机‑有机杂化电解质，其中无机‑有机杂化交联的电解质通过连接子和交联子之间的化学键形成而形成，其中连接子和/或交联子包括选自Si、P、N、Ti、Zr、Al、B、Ge、Mg、Sn、W、Zn、V、Nb、Pb或S的至少一种元素。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有阳离子或阴离子传导能力的电解质膜的制造
本专利技术涉及电解质膜，并且更特别地涉及具有阳离子或阴离子传导能力的电绝缘性电解质膜，其在多孔载体中包含交联的无机-有机杂化电解质(inorganic-organichybridelectrolyte)。特别地，本专利技术涉及可以在燃料电池、氧化还原液流电池、蓄电池(battery)或需要通过阳极和阴极之间的电绝缘性膜输送离子的其它电化学转化电池中使用的电解质膜。
技术介绍
在过去的几十年中，阳离子交换膜(CEM)燃料电池、尤其是质子交换膜(PEM)燃料电池和离子交换膜(AEM)燃料电池、特别是氢氧化物交换膜(HEM)燃料电池作为清洁、可选的电化学转化和存储系统，尤其是用于运输中以及文具和便携式应用中吸引了大量的关注。然而，燃料电池中使用的材料的成本阻止了该装置在试验环境之外的增加。尤其是，需要降低占总燃料电池堆成本30-40％的PEM的成本。其它众多挑战在于满足汽车和便携式应用二者的商业性能目标，尤其是在低的相对湿度下的阳离子和阴离子电导率、电化学性能、热稳定性、水解稳定性、在燃料电池运行环境中的机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解质膜，其具有阳离子或阴离子传导能力，所述电解质膜在多孔载体中包含无机-有机杂化交联电解质，/n交联的无机-有机杂化电解质通过所述多孔载体中的连接子和交联子之间的化学键形成而形成，/n其中，所述连接子和/或交联子包括选自Si、P、N、Ti、Zr、Al、B、Ge、Mg、Sn、W、Zn、V、Nb、Pb、S的至少一种无机元素。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180808 US 62/715,980;20190723 US 16/519,0411.一种电解质膜，其具有阳离子或阴离子传导能力，所述电解质膜在多孔载体中包含无机-有机杂化交联电解质，
交联的无机-有机杂化电解质通过所述多孔载体中的连接子和交联子之间的化学键形成而形成，
其中，所述连接子和/或交联子包括选自Si、P、N、Ti、Zr、Al、B、Ge、Mg、Sn、W、Zn、V、Nb、Pb、S的至少一种无机元素。


2.根据权利要求1所述的电解质膜，其中将至少20％的所述连接子和/或交联子构成为使得其包含至少一种能够与例如H+、Na+、Li+、K+、Ca2+、Mg2+、Zn2+、Al3+、或Fe3+等阳离子形成离子对的离子传导性官能团，以构造具有阳离子传导能力的杂化膜。


3.根据权利要求2所述的电解质膜，其中所述离子传导性官能团为磺酸基、磷酸基、羧酸基。


4.根据权利要求1所述的电解质膜，其中将至少20％的所述连接子和/或交联子构成为使得其包含至少一种能够与例如OH-、Cl-、Br-、CO3-、或SO42-等阴离子形成离子对的离子传导性官能团，以构造具有阴离子传导能力的杂化膜。


5.根据权利要求4所述的电解质膜，其中所述离子传导性官能团为铵基、鏻基、锍基、吡啶鎓基、胍鎓基、咪唑鎓基。


6.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述连接子和交联子反应并且经由化学键形成基本骨架单元，并且形成交联的无机-有机杂化电解质网络。


7.根据权利要求6所述的电解质膜，其中所述交联子具有多于两个的能够与所述连接子或其自身形成化学键的交联基团，每个交联子的交联基团数在2至100、特别是2至50、更特别是2至10的范围内。


8.根据权利要求6所述的电解质膜，其中使用一种以上的不同种类的交联子和连接子，以形成所述骨架单元，所述离子传导性官能团位于所述交联子或连接子的任一者上或者位于二者上。


9.根据权利要求6所述的电解质膜，其中仅所述交联基团的一部分参与与所述连接子的交联反应，为了实现期望的性质，重要的是...

【专利技术属性】
技术研发人员：玉城亮，
申请(专利权)人：玉城亮，
类型：发明
国别省市：美国;US