[發(fā)明專利]用于燃料電池的具有經(jīng)改善的添加劑的復(fù)合質(zhì)子傳導(dǎo)性電解質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080050614.0
• 申請(qǐng)日: 2010-11-10
• 公開（公告）號(hào): CN102612781A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·王;Y·楊;J·李
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 戴姆勒股份公司;福特汽車公司
• 主分類號(hào): H01M8/10
• 分類號(hào): H01M8/10;B01D67/00;B01D71/02;B01D71/06;C08J5/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

1.一種用于固體聚合物電解質(zhì)燃料電池中的膜電極組件的質(zhì)子傳導(dǎo)復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其包含質(zhì)子傳導(dǎo)性離聚物和一定量的(金屬)(配體)配合物添加劑，其中：

所述配合物中的(金屬)選自金屬、金屬合金、金屬氧化物、金屬鹽及其組合；和

所述配合物中的(配體)包括分子或其聚合物，其中所述分子的化學(xué)結(jié)構(gòu)選自如下組：

其中R₁、R₃和R₄選自H、CH₃(CH₂)_n、CH₃(CH₂)_nO、CF₃(CF₂)_n、CF₃(CF₂)_nO、COOH、PO(OH)₂、SO₃H、NH₂、OH和其中X為H、COOH、PO(OH)₂或SO₃H且n為0-10的整數(shù)；且其中R₂選自CH₃(CH₂)_n、CH₃(CH₂)_nO、CF₃(CF₂)_n、CF₃(CF₂)_nO、COOH、PO(OH)₂、SO₃H、NH₂、OH和其中X為H、COOH、PO(OH)₂或SO₃H且n為0-10的整數(shù)。

2.如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中所述配合物中的(金屬)包括Mn、Ce、Co、Fe、Cu、Pd、Pt、負(fù)載于碳上的Pt、Pt-Co或其離子。

3.如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中R₁為氨基或苯基。

4.如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中R₂為氨基或苯基。

5.如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中所述(配體)為紅菲繞啉、1,10-菲咯啉-5-氨基或三聯(lián)吡啶。

6.如權(quán)利要求5的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中所述(金屬)為Ce、Mn、Pt或負(fù)載于碳上的Pt。

7.如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中所述配合物中的(金屬)與(配體)摩爾比為約1:1-1:5。

8.如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中所述復(fù)合聚合物電解質(zhì)中的(金屬)(配體)配合物添加劑的量大于或?yàn)樗鲑|(zhì)子傳導(dǎo)性離聚物的約0.5重量%。

9.如權(quán)利要求8的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中所述復(fù)合聚合物電解質(zhì)中的(金屬)(配體)配合物添加劑的量為所述質(zhì)子傳導(dǎo)性離聚物的約0.5-約1重量%。

10.如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)，其中所述質(zhì)子傳導(dǎo)性離聚物為全氟磺酸離聚物或烴離聚物。

11.一種用于固體聚合物電解質(zhì)燃料電池的膜電極組件，其包括陽(yáng)極催化劑層、膜電解質(zhì)、陰極催化劑層和權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)。

12.如權(quán)利要求11的膜電極組件，其中所述膜電解質(zhì)包含如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)。

13.如權(quán)利要求11的膜電極組件，其中所述陰極催化劑層包含如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)。

14.一種固體聚合物電解質(zhì)燃料電池，其包括如權(quán)利要求11的膜電極組件。

15.一種制備如權(quán)利要求1的復(fù)合聚合物電解質(zhì)的方法，其包括：

由所述(金屬)的前體制備一定量的(金屬)；

制備一定量的(配體)；

在包含質(zhì)子傳導(dǎo)性離聚物的溶液或分散體中混合所述一定量的(金屬)和所述一定量的(配體)，由此在所述溶液或分散體中制備所述復(fù)合聚合物電解質(zhì)；和

從所述溶液或分散體中分離出所述復(fù)合聚合物電解質(zhì)。