【技术实现步骤摘要】
基于羧酸的离子交联聚合物燃料电池 专利
本专利技术涉及膜燃料电池。 专利技术背景燃料电池通常由处于通过离子交换膜分隔的阴极室中的阴极和阳极室中的阳极构成，该离子交换膜通常是具有酸基的含氟聚合物，如连在聚合物链上的磺酸基。这些称为磺酸离子交联聚合物，或者以膜的形式称为磺酸膜。将燃料如氢或甲醇添加到阳极室中，在那里燃料氧化，生成质子，该质子通过膜并与阴极的氧结合生成水。燃料电池中水的管理是重要的，特别是从阳极到达膜的阴极侧的水的控制，这是因为膜电导率是水含量的函数，且过量的水可导致膜阳极侧变干。此外，水在阴极的累积可导致阴极的溢流，这妨碍了阴极的功能发挥并降低了燃料电池的性能。现有的燃料电池磺酸膜常具有比最佳操作所需高的水转运。直接甲醇燃料电池(DMFC)直接应用甲醇作为燃料，即，不首先将甲醇改造成氢以用于电池中，一般应用约1-6％的甲醇水溶液。甲醇通过分隔阳极和阴极的膜的渗漏是直接甲醇燃料电池中的一个问题。这称为甲醇透过(crossover)。透过代表燃料电池效能的损失，这是因...
【技术保护点】
一种燃料电池，其包含阳极和阴极以及分隔所述阳极和阴极的具有羧酸基团的离子交联聚合物膜，所述膜包含至少一种路易斯碱，至少一些所述路易斯碱为其质子化形式，所述质子化形式具有比至少一些所述羧酸基团的ｐＫａ大的ｐＫａ。
【技术特征摘要】
US 2002-6-10 60/387,4641.一种燃料电池，其包含阳极和阴极以及分隔所述阳极和阴极的具有羧酸基团的离子交联聚合物膜，所述膜包含至少一种路易斯碱，至少一些所述路易斯碱为其质子化形式，所述质子化形式具有比至少一些所述羧酸基团的pKa大的pKa。2.权利要求1的燃料电池，其中所述离子交联聚合物膜包含氟化的离子交联聚合物。3.权利要求1的燃料电池，其中所述至少一种路易斯碱是有机化合物。4.权利要求1的燃料电池，其中所述至少一种路易斯碱选自咪唑啉、哌啶、哌嗪、吡咯烷、氮丙啶、氮杂环丁烷、咪唑、吡唑、吡啶及其取代形式。5.权利要求1的燃料电池，其中路易斯碱选自咪唑啉和哌啶。6.权利要求1的燃料电池，其中所述燃料电池是直接甲醇燃料电池。7.权利要求6的燃料电池，进一步包含用于向所述阳极供应由甲醇、水和所述路易斯碱组成的甲醇燃料的燃料供给。8.权利要求7的燃料电池，其中甲醇燃料中甲醇的量为约0.1～约99wt％。9.权利要求7的燃料电池，其中包含在所述甲醇燃料中的所述路易斯碱浓度为至少约0.001M。10.权利要求1的燃料电池，其中所述离子交联聚合物膜是多层膜。11.权利要求1的燃料电池，其中所述离子交联聚合物膜包含磺酸离子交联聚合物层和具有羧酸基团的所述离子交联聚合物层。12.权利要求11的燃料电池，其中所述离子交联聚合物膜在所述电池中的方向为所述具有羧酸基团的离子交联聚合物层朝向所述阳极。13.一种运转燃料电池的方法，所述燃料电池包含阳极和阴极、分隔所述阳极和阴极的具有羧酸基团的膜和向所述阳极供应燃料的燃料供给，所述方...
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