[發明專利]用于燃料電池的聚合物電解質膜和包括該聚合物電解質膜的膜電極組件和燃料電池

有效

• 申請號: 201080057729.2
• 申請日: 2010-12-17
• 公開（公告）號: CN102668207A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 金赫;崔盛晧;成京兒;李詳雨;魯臺根;金志洙
• 申請（專利權）人: LG化學株式會社
• 主分類號: H01M8/02
• 分類號: H01M8/02;H01M8/10;B82B3/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產權代理有限公司 11327
• 代理人: 黃麗娟;陳英俊

1.一種用于燃料電池的聚合物電解質膜，包含：具有氫離子導電性的基于碳氫化合物的陽離子交換樹脂；和具有親水基團的纖維納米粒子。

2.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜，其中，所述具有氫離子導電性的基于碳氫化合物的陽離子交換樹脂和具有親水基團的纖維納米粒子的混合比例基于重量比為99.9:0.1～91:9。

3.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜，其中，所述具有親水基團的纖維納米粒子的直徑為10～200nm，長度為1～20μm。

4.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜，其中，所述具有親水基團的纖維納米粒子的長寬比為1:5～1:2,000。

5.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜，其中，所述具有親水基團的纖維納米粒子是選自纖維素納米纖維和聚乙烯醇(PVA)中的一種或多種。

6.根據權利要求5所述的聚合物電解質膜，其中，相對于羥基(-OH)的全部位置，羥基以5～90%的量在所述纖維素納米纖維和聚乙烯醇(PVA)中存在。

7.根據權利要求5所述的聚合物電解質膜，其中，所述纖維素納米纖維是選自其中羥基未被取代的纖維素納米纖維、用乙酰基或其衍生物取代的纖維素納米纖維、硫酸纖維素納米纖維、磷酸纖維素納米纖維和用C₁-C₁₀烷基或其衍生物取代的纖維素納米纖維中的一種或多種。

8.根據權利要求7所述的聚合物電解質膜，其中，所述纖維素納米纖維是選自其中羥基未被取代的纖維素納米纖維、用乙酰基或其衍生物取代的纖維素納米纖維、硫酸纖維素納米纖維、磷酸纖維素納米纖維和用C₂-C₆烷基或其衍生物取代的纖維素納米纖維中的一種或多種。

9.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜，其中，所述具有氫離子導電性的基于碳氫化合物的陽離子交換樹脂是一種在其側鏈上具有選自磺酸基、羧酸基、磷酸基、膦酸基及其衍生物中的一種或多種陽離子交換基團的聚合物。

10.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜，其中，所述基于碳氫化合物的陽離子交換樹脂是選自苯并咪唑聚合物、聚酰亞胺聚合物、聚醚酰亞胺聚合物、聚苯硫醚聚合物、聚砜聚合物、聚醚砜聚合物、聚醚酮聚合物、聚醚醚酮聚合物和聚苯基喹喔啉聚合物中的一種或多種。

11.根據權利要求10所述的聚合物電解質膜，其中，所述碳氫化合物類聚合物是聚醚醚酮聚合物、聚醚砜聚合物或其混合物。

12.根據權利要求1所述的聚合物電解質膜，還包括：兩個或多個具有氫離子導電性的陽離子交換樹脂膜，該兩個或多個具有氫離子導電性的陽離子交換樹脂膜被層疊，使得它們彼此面對并且所述用于燃料電池的聚合物電解質膜插入在它們之間。

13.一種用于燃料電池的膜電極組件，其中，根據權利要求1～12中任何一項所述的用于燃料電池的聚合物電極膜插入在彼此面對的陽極和陰極之間。

14.一種燃料電池，包括根據權利要求13所述的用于燃料電池的膜電極組件和一個或多個隔板，所述燃料電池包括：一個或多個發電器，用于通過燃料和氧化劑的電化學反應，從而產生電；燃料供給器，用于將燃料供給所述發電器；和氧化劑供給器，用于將氧化劑供給所述發電器。