[發(fā)明專利]雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜及膜電極組

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210320104.1
• 申請(qǐng)日: 2012-08-31
• 公開（公告）號(hào): CN103515630A
• 公開（公告）日: 2014-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蔡麗端;黃秋萍;黃立夫;陳仕文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): H01M8/02
• 分類號(hào): H01M8/02
• 代理公司: 北京律誠(chéng)同業(yè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11006
• 代理人: 梁揮;鮑俊萍

1.一種雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，包括：

一第一復(fù)合結(jié)構(gòu)，包括：

0.001wt%～10wt%具二維結(jié)構(gòu)的石墨烯衍生物；以及

99.999wt%～90wt%有機(jī)材料，包括具磺酸根或磷酸根的高分子材料；以及

一第二復(fù)合結(jié)構(gòu)，與該第一復(fù)合結(jié)構(gòu)層合，所述第二復(fù)合結(jié)構(gòu)包括：

0.5wt%～30wt%無(wú)機(jī)材料，其表面積為50m²/g～3000m²/g；以及

99.5wt%～70wt%有機(jī)材料，包括具磺酸根或磷酸根的高分子材料。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該第一復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述石墨烯衍生物是由氧化石墨烯、硫化石墨烯、氫氧化石墨烯、碳酸化石墨烯、氮化石墨烯與磺酸化石墨烯組成的族群中選擇的一種材料。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該第一復(fù)合結(jié)構(gòu)中的該具磺酸根或磷酸根的高分子材料包括磺酸化聚氟共聚高分子或磺酸化碳?xì)湫透叻肿印?/p>

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，所述磺酸化碳?xì)湫透叻肿影ɑ撬峄勖衙淹⒒撬峄蹃嗸０贰⒒撬峄垩趸妆健⒒撬峄鄯济秧炕蚧撬峄?4-苯氧基1,4苯基芐基酯)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該第一復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述石墨烯衍生物是氧化石墨烯時(shí)，其添加量為0.001wt%～5wt%。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該第一復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)的所述石墨烯衍生物是硫化石墨烯時(shí)，其添加量為0.001wt%～5wt%。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該第二復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)的該無(wú)機(jī)材料包括碳材。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該碳材包括活性碳、中孔洞碳材、碳納米殼層、碳納米角、碳納米片、無(wú)定型碳或結(jié)晶碳。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該第二復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)的該有機(jī)材料包括全氟磺酸樹脂、磺酸化聚醚醚酮、磺酸化聚亞酰胺、磺酸化聚氧化二甲苯、磺酸化聚芳醚砜或磺酸化聚(4-苯氧基1,4苯基芐基酯)。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜，其特征在于，該第二復(fù)合結(jié)構(gòu)內(nèi)的該有機(jī)材料包括摻雜磷酸的聚苯咪唑高分子。

11.一種具有根據(jù)權(quán)利要求1～10中任一項(xiàng)所述的雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜的膜電極組，包括：一陽(yáng)極、所述雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜、以及一陰極，其特征在于，該雙層復(fù)合質(zhì)子交換膜包括：

一第一復(fù)合結(jié)構(gòu)，所述第一復(fù)合結(jié)構(gòu)包括：

0.001wt%～10wt%具二維結(jié)構(gòu)的石墨烯衍生物；以及

99.999wt%～90wt%有機(jī)材料，包括具磺酸根或磷酸根的高分子材料；以及

一第二復(fù)合結(jié)構(gòu)，與該第一復(fù)合結(jié)構(gòu)層合，所述第二復(fù)合結(jié)構(gòu)包括：

0.5wt%～30wt%無(wú)機(jī)材料，其表面積為50m²/g～3000m²/g；以及

99.5wt%～70wt%有機(jī)材料，包括具磺酸根或磷酸根的高分子材料。