[發明專利]含有鈰氧化物添加劑的高耐久性燃料電池元件

無效

• 申請號: 200680040414.0
• 申請日: 2006-10-27
• 公開（公告）號: CN101300707A
• 公開（公告）日: 2008-11-05
• 發明（設計）人: 馬修·H·弗雷;丹尼爾·M·皮爾龐特;史蒂文·J·漢羅克
• 申請（專利權）人: 3M創新有限公司
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;H01M4/86
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司
• 代理人: 郇春艷;郭國清

1.一種燃料電池膜電極組件，其包括聚合物電解質膜，所述聚合物電解質膜包括高度氟化的聚合物電解質和分散其中的至少一種鈰氧化物化合物。

2.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述高度氟化的聚合物電解質在整個所述聚合物電解質膜厚度上的分布是均勻的，并且其中所述至少一種鈰氧化物化合物在整個所述聚合物電解質膜厚度上的分布是均勻的。

3.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述高度氟化的聚合物電解質為全氟化的。

4.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中相對于所述聚合物電解質膜的總重量，所述至少一種鈰氧化物化合物的存在的量在0.01重量％和5重量％之間。

5.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中相對于所述聚合物電解質膜的總重量，所述至少一種鈰氧化物化合物的存在的量在0.01重量％和1重量％之間。

6.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中相對于所述聚合物電解質膜的總重量，所述至少一種鈰氧化物化合物的存在的量在0.2重量％和0.3重量％之間。

7.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中相對于所述聚合物電解質膜的總體積，所述至少一種鈰氧化物化合物的存在的量少于1體積％。

8.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述至少一種鈰氧化物化合物為CeO₂。

9.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述至少一種鈰氧化物化合物為Ce₂O₃。

10.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述聚合物電解質具有1000或更小的當量。

11.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述聚合物電解質具有900或更小的當量。

12.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述聚合物電解質具有800或更小的當量。

13.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述聚合物電解質包括根據如下化學式的側基：

-O-CF₂-CF₂-CF₂-CF₂-SO₃H。

14.根據權利要求1所述的燃料電池膜電極組件，其中所述聚合物電解質包括根據如下化學式的側基：

-O-CF₂-CF(CF₃)-O-CF₂-CF₂-SO₃H。

15.一種制備燃料電池聚合物電解質膜的方法，所述方法包括以下步驟：

a)提供含有酸性官能團的高度氟化的聚合物電解質；

b)在其中分散至少一種鈰氧化物化合物，所述鈰氧化物化合物的量為所述聚合物電解質膜總重量的0.01％至5％；和

c)然后形成含有所述聚合物電解質的聚合物電解質膜。

16.根據權利要求15所述的方法，其中所述高度氟化的聚合物電解質在整個所述聚合物電解質膜厚度上的分布是均勻的，并且其中每種鈰氧化物化合物在整個所述聚合物電解質膜厚度上的分布是均勻的。

17.一種制備燃料電池膜電極組件的方法，所述方法包括根據權利要求15所述的方法，并且另外包括以下步驟：

d)形成包括所述聚合物電解質膜的膜電極組件。

18.根據權利要求15所述的方法，其中所述高度氟化的聚合物電解質為全氟化的。

19.根據權利要求15所述的方法，其中所述至少一種鈰氧化物化合物的量為所述聚合物電解質膜總重量的0.1％至1％。

20.根據權利要求15所述的方法，其中所述至少一種鈰氧化物化合物的量為所述聚合物電解質膜總重量的0.2％至3％。

21.根據權利要求15所述的方法，其中相對于所述聚合物電解質膜的總體積，所述至少一種鈰氧化物化合物存在的量小于1體積％。