燃料电池及制备该燃料电池的方法技术

催化剂层（１１２）和固体聚合物电解质膜（１１４）之间提供有中间层（１６１）。所述中间层（１６１）包括含质子酸基团的芳族聚醚酮和催化剂颗粒。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】燃料电池及制备该燃料电池的方法
本专利技术涉及燃料电池和制备该燃料电池的方法。
技术介绍
聚合物电解质燃料电池是通过由离子导电树脂制备的聚合物电解质膜以及将该聚合物电解质膜夹合在中间的燃料电极和氧化剂电极形成的装置，它通过向燃料电极供应氢以及向氧化剂电极供应氧形成的电化学反应产生电流。该燃料电极和氧化剂电极通常通过用离子导电树脂与负载催化剂材料的碳颗粒的混合物涂敷多孔基底构件如炭纸而形成。通过在这两个电极之间夹合聚合物电解质膜，并将它们热压缩结合，获得燃料电池。供应到燃料电极中的燃料穿过电极中的孔，到达催化剂，释放出电子成为质子。这样释放出的电子穿过燃料电极和固体电极内的碳颗粒吸出到外电路中，并且从外电路中流进氧化剂电极中。另一方面，在燃料电极中产生的质子经由燃料电极和固体聚合物电解质膜的离子导电树脂到达氧化剂电极中，并与供应到氧化剂电极中的氧和从外电路流入的电子反应，由此形成水。结果，电子从燃料电极流到外电路中的氧化剂电极，由此抽吸出电力。为了改善该燃料电池的性质，改善每个电极和固体聚合物电解质膜之间界面上的粘附力是很重要的。当界面粘附力较差时，传导由电极反应所产生质子的能力变差本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种燃料电池，包括：聚合物电解质膜；和一对将所述聚合物电解质膜夹合在其中的扩散电极；其中所述聚合物电解质膜包括第一树脂；所述扩散电极包括多孔基底构件和催化剂层，形成所述催化剂层以使其与所述多孔基底构件接触，而 所述催化剂层包括催化剂和含质子酸基团的第二树脂；在所述聚合物电解质膜和至少一个所述扩散电极之间提供有中间层，所述中间层包括第三树脂和催化剂颗粒；和所述第三树脂包括具有芳族单元并含质子酸基团的已交联聚合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2003-4-9 105626/20031.一种燃料电池，包括：聚合物电解质膜；和一对将所述聚合物电解质膜夹合在其中的扩散电极；其中所述聚合物电解质膜包括第一树脂；所述扩散电极包括多孔基底构件和催化剂层，形成所述催化剂层以使其与所述多孔基底构件接触，而所述催化剂层包括催化剂和含质子酸基团的第二树脂；在所述聚合物电解质膜和至少一个所述扩散电极之间提供有中间层，所述中间层包括第三树脂和催化剂颗粒；和所述第三树脂包括具有芳族单元并含质子酸基团的已交联聚合物。2.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述第三树脂包括下式(1)表示的重复结构单元和下式(2)表示的重复结构单元：(在式(1)和(2)中，每个Ar1独立地表示含芳环的二价基团；至少之一的所述芳环上直接结合有含1～20个碳原子的直链或支链烷基基团；所述芳环的氢可以被烷基、卤代烃基或卤素取代；X和Y各自表示选自磺酸基、羧酸基、磷酸基或磺酰亚胺基或它们的金属盐中的质子酸基团；x和y是0或更大的整数；x+y为1或更大)。3.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述第一树脂是通过交联含质子酸基团的可交联芳族聚醚酮而形成的树脂。4.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述第一树脂包括下式(1)表示的重复结构单元和下式(2)表示的重复结构单元：-->(在式(1)和(2)中，每个Ar1独立地表示含芳环的二价基团；至少之一的所述芳环上直接结合有含1～20个碳原子的直链或支链烷基基团；所述芳环的氢可以被烷基、卤代烃基或卤素取代；X和Y各自表示选自磺酸基、羧酸基、磷酸基或磺酰亚胺基或它们的金属盐中的质子酸基团；x和y是0或更大的整数；x+y为1或更大)。5.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述中间层还包括所述第二树脂。6.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述第二树脂包括含磺酸基团的全氟化碳聚合物混合物(polymer compound)。7.根据权利要求1所述的燃料电池，其中在与所述聚合物电解质膜接触的一侧上所述中间层的第三树脂含量高于在与所述扩散电极接触的一侧上所述中间层的第三树脂含量。8.根据权利要求1所述的燃料电池，其中包含于所述中间层中的催化剂颗粒包括导电颗粒和负载在所述导电颗粒上的金属催化剂。9.根据权利要求1所述的燃料电池，其中所述甲醇燃料供给到所述扩散电极之一上。10.一种燃料电池，包括：聚合物电解质膜；和一对将所述聚合物电解质膜夹合在其中的扩散电极；其中所述聚合物电解质膜包括第一树脂；所述扩散电极包括多孔基底构件和催化剂层，形成所述催化剂层以使其与所述多孔基底构件接触，而所述催化剂层包括催化剂和含质子酸基团的第二树脂；-->在所述聚合物电解质膜和至少一个所述扩散电极之间提供有中间层，所述中间层包括第三树脂和催化剂颗粒；和所述第三树脂包括含质子酸基团的芳族聚醚酮。11.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：小畑毅，中村新，吉武务，久保佳实，尾身毅彦，玉井正司，黑木贵志，井门修平，
申请(专利权)人：日本电气株式会社，三井化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]