[發(fā)明專利]燃料電池用膜電極組件,其制備方法以及燃料電池系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200710090331.9
• 申請日: 2007-04-04
• 公開（公告）號: CN101051693A
• 公開（公告）日: 2007-10-10
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓相日;孫寅赫
• 申請（專利權(quán)）人: 三星SDI株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M4/86;H01M4/88;H01M8/10;H01M8/24;H01M8/04
• 代理公司: 北京德琦知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 王珍仙;王琦

1、一種用于燃料電池的膜電極組件，包括：

陽極

與陽極面對的陰極，和

插入陽極和陰極之間的，具有第一吸熱峰的聚合物電解質(zhì)膜，該聚合物電解質(zhì)膜包括：

第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物基板；和

涂層，該涂層布置在第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物基板的至少一側(cè)上，具有表面粗糙度，并包括具有第二吸熱峰的第二質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物，

其中，當(dāng)用差示掃描量熱計測量時，第一吸熱峰出現(xiàn)在比第二吸熱峰高的溫度范圍中。

2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中第一吸熱峰出現(xiàn)在120到150℃的溫度范圍內(nèi)，第二吸熱峰出現(xiàn)在100到115℃的溫度范圍內(nèi)。

3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物的平均分子量比第二質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物的高10到40％。

4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中所述涂層的表面粗糙度為從50nm到5μm。

5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中所述涂層具有圖案。

6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中所述涂層布置在所述基板的兩側(cè)。

7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物基板包括含有陽離子交換基團的聚合物樹脂，所述陽離子交換基團選自由磺酸基團、羧酸基團、磷酸基團、膦酸基團及其衍生物所組成的組中。

8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中所述基板和涂層的厚度比為從260∶1到25∶1。

9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的膜電極組件，其中所述涂層的表面粗糙度與陽極和/或陰極接觸。

10、一種制備用于燃料電池的膜電極組件的方法，包括：

制備第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物基板；

在第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物基板上形成包括第二質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物的涂層；

通過將具有表面粗糙度的金屬薄膜壓在所述涂層上以形成表面粗糙度；

從所述基板上除去金屬薄膜以制備聚合物電解質(zhì)膜；和

將該聚合物電解質(zhì)膜組裝到陽極和陰極之間。

11、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中當(dāng)用差示掃描量熱計測量時，第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物具有的吸熱峰所在的溫度范圍比第二質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物的吸熱峰高。

12、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物具有在120到150℃的溫度范圍內(nèi)的吸熱峰，第二質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物具有在100到115℃的溫度范圍內(nèi)吸熱峰。

13、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中第一質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物的平均分子量比第二質(zhì)子傳導(dǎo)聚合物高10到40％。

14、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述薄膜包括選自由Al、Ni、Cu、Fe及其組合所組成的組中的至少一種。

15、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中金屬薄膜的表面粗糙度采用選自如下組中的方法而形成：采用酸溶液的蝕刻處理、陽極氧化、用具有預(yù)定圖案的基板壓制、等離子體處理、沙紙?zhí)幚怼娚程幚砑捌浣M合。

16、根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中酸溶液的濃度為0.01到1N。

17、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述表面粗糙度通過將具有表面粗糙度的金屬薄膜以1000?to?3000kg/m²的壓強壓在所述涂層上而形成。

18、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中金屬薄膜用選自由鹽酸、硫酸、硝酸、氟酸或氫氟酸及其混和物所組成組中的酸溶液進行處理而除去。

19、根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中酸溶液的濃度從0.01到1N。

20、根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其中所述聚合物電解質(zhì)膜的組裝包括將具有催化劑層的聚合物電解質(zhì)膜與電極基板連接，或?qū)⒕哂写呋瘎拥碾姌O基板與聚合物電解質(zhì)膜連接。

21、一種燃料電池系統(tǒng)包括：

包括根據(jù)權(quán)利要求1～9中任何一項所述的膜電極組件的發(fā)電元件；

用于將燃料供給到發(fā)電元件的燃料供給裝置；和

用于將氧化劑供給到發(fā)電元件的氧化劑供給裝置。