[發明專利]具有低降解性的復合質子傳導膜以及包含其的燃料電池用膜電極組件

有效

• 申請號: 201080050903.0
• 申請日: 2010-11-10
• 公開（公告）號: CN102687328A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: J·李;K·王;Y·楊
• 申請（專利權）人: 戴姆勒股份公司;福特汽車公司
• 主分類號: H01M8/10
• 分類號: H01M8/10;B01D67/00;B01D71/06;C08J5/22
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉金輝;林柏楠

1.一種形成包括質子交換膜和電極的膜電極組件的方法，所述方法包括：

將包含至少兩個氮原子的添加劑摻入所述膜電極組件的膜中，其中所述添加劑可與金屬離子形成配合物，且所述膜為全氟磺酸膜或烴離聚物膜。

2.如權利要求1的方法，其中所述添加劑選自小分子、聚合物或其組合。

3.如權利要求1的方法，其中所述添加劑為選自如下組的小分子：

其中R₁、R₂、R₃和R₄獨立地選自如下組：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、SO₃H且n=0-10。

4.如權利要求1的方法，其中所述添加劑為聚合物且所述至少兩個氮原子處于該聚合物的主鏈上。

5.如權利要求4的方法，其中所述添加選自如下組：

其中

m=2-100；且

R₁、R₂、R₃和R₄獨立地選自如下組：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、SO₃H；且

Ar選自如下組：

且

R₅選自如下組：

R₅=(CH₂)_k,(CF₂)_k,O,S,C(CF₃)₂,C(CH₃)₂,

且n，k=0-10。

6.如權利要求1的方法，其中所述添加劑為聚合物且所述至少兩個氮原子處于該聚合物的一個或多個側鏈上。

7.一種根據權利要求1的方法形成的膜電極組件。

8.一種保護膜電極組件的質子交換膜免受羥基進攻的方法，包括根據權利要求1的方法形成膜電極組件。

9.如權利要求1的方法，其中將所述添加劑摻入所述膜中包括：

將全氟磺酸離聚物分散體或烴離聚物溶液與包含至少兩個氮原子的添加劑混合以提供離聚物和添加劑混合溶液；和

由所述離聚物和添加劑混合溶液澆鑄膜。

10.一種用于膜電極組件的質子交換膜，其包含：

全氟磺酸或烴離聚物；和

添加劑；其中所述添加劑包含至少兩個氮原子且可與金屬離子形成配合物。

11.如權利要求10的膜，其中所述添加劑選自小分子、聚合物或其組合。

12.如權利要求10的膜，其中所述添加劑以基于所述膜為約0.01-10重量%的量存在。

13.如權利要求10的膜，其中所述添加劑以基于所述膜為約0.5-2.0重量%的量存在。