[發(fā)明專(zhuān)利]燃料電池催化劑用粘合劑、用其的膜電極組件及制法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610064003.7
• 申請(qǐng)日: 2006-10-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101016443B
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-11-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 安成國(guó);宋珉圭;金裕美;樸永美;李昌俸;權(quán)鎬真;李時(shí)賢
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 三星SDI株式會(huì)社
• 主分類(lèi)號(hào): C09J181/02
• 分類(lèi)號(hào): C09J181/02;C09J171/12;C08L101/00;C08J5/18;H01M8/02;H01M8/00;H01M4/86;H01M4/88
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務(wù)所 11105
• 代理人: 金擬粲

1.一種用于燃料電池的膜電極組件，該膜電極組件包括聚合物電解質(zhì) 膜；在聚合物電解質(zhì)膜第一側(cè)上的陽(yáng)極；及在聚合物電解質(zhì)膜第二側(cè)上的陰 極，其中所述陽(yáng)極和陰極中的一個(gè)包括：

電極基底；及

形成于電極基底上的催化劑層，其包含至少一種交聯(lián)的聚合物，其 中該聚合物選自式1和式2表示的化合物：

式1

式2

其中A和B各自獨(dú)立地為氧或硫，C為SO、羰基或磺酰基；x、y 和z各自獨(dú)立地為1-10的整數(shù)；R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自獨(dú)立地選自氫和 C₁-C₇烷基；j、k、l、m和n各自獨(dú)立地為1-3；a為1-1000；及b為3-100，

其中所述式1或式2的化合物具有至少50摩爾％的磺酸基。

2.權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述聚合物由下式表示：

其中聚合度為100-1000。

3.權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述催化劑層包含選自鉑，釕，鋨， 鉑-釕合金，鉑-鋨合金，鉑-鈀合金，鉑-M合金的催化劑，其中M為選自 Ga、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Mo、W、Rh及其組合 的至少一種過(guò)渡元素。

4.權(quán)利要求1的膜電極組件，其中所述聚合物電解質(zhì)膜選自氟-基和非 氟-基聚合物電解質(zhì)膜。

5.一種用于燃料電池的膜電極組件，其包括在相對(duì)兩側(cè)上具有催化劑 層的聚合物電解質(zhì)膜和在每個(gè)催化劑層上的電極基底，其中至少一個(gè)所述催 化劑層包含至少一種交聯(lián)的聚合物，其中該聚合物選自式1和式2的化合物，

式1

式2

其中A和B各自獨(dú)立地為氧或硫，C為SO、羰基或磺酰基；x、y和z 各自獨(dú)立地為1-10的整數(shù)；R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自獨(dú)立地選自氫和C₁-C₇烷基；j、k、l、m和n各自獨(dú)立地為1-3；a為1-1000；及b為3-100，

其中所述式1或式2的化合物具有至少50摩爾％的磺酸基。

6.權(quán)利要求5的膜電極組件，其中所述聚合物由下式表示：

其中聚合度為100-1000。

7.權(quán)利要求5的膜電極組件，其中所述催化劑層包含選自鉑，釕，鋨， 鉑-釕合金，鉑-鋨合金，鉑-鈀合金，鉑-M合金的催化劑，其中M為選自 Ga、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Sn、Mo、W、Rh及其組合 的至少一種過(guò)渡元素。

8.權(quán)利要求5的膜電極組件，其中所述聚合物電解質(zhì)膜選自氟-基和非 氟-基聚合物電解質(zhì)膜。

9.一種制備膜電極組件的方法，該方法包括：

制備用于形成催化劑層的組合物，該組合物包含至少一種選自式1 和式2的化合物的粘合劑，

式1

式2

其中A和B各自獨(dú)立地為氧或硫，C為SO、羰基或磺酰基；x、y和z 各自獨(dú)立地為1-10的整數(shù)；R₁、R₂、R₃、R₄和R₅各自獨(dú)立地選自氫和C₁-C₇烷基；j、k、l、m和n各自獨(dú)立地為1-3；a為1-1000；及b為3-100，

其中所述式1或式2的化合物具有至少50摩爾％的磺酸基；

將該組合物涂布在第一電極基底上；

使該化合物交聯(lián)，形成第一電極；及

在該第一電極和第二電極之間布置聚合物電解質(zhì)膜。