[發明專利]表面修飾納米纖維、電解質膜、電解質膜的制造方法、膜電極接合體及固體高分子型燃料電池

有效

• 申請號: 201780051690.5
• 申請日: 2017-08-21
• 公開（公告）號: CN109642388B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發明（設計）人: 川上浩良;田中學;牧之內貴仁
• 申請（專利權）人: 公立大學法人首都大學東京
• 主分類號: D06M13/292
• 分類號: D06M13/292;D04H1/728;D06M15/21;H01B1/06;H01M8/02;H01M8/1016
• 代理公司: 北京林達劉知識產權代理事務所(普通合伙) 11277
• 代理人: 劉新宇;李茂家

1.一種表面修飾納米纖維，其特征在于，其為在聚合物納米纖維的表面具有分子修飾部位的表面修飾納米纖維，

該分子修飾部位具有質子傳導性，

所述分子修飾部位具有下述A)、B)、C)，

A)具有能與聚合物納米纖維相互作用的官能團；

B)由酸性物質和堿性物質構成；

C)所述酸性物質和堿性物質包含交替層疊結構，

所述堿性物質具備選自具有多個堿性官能團的低分子或高分子組中的結構，所述堿性官能團選自咪唑基、噁唑基、氨基、吡咯基、銨基、鏻基、锍基。

2.根據權利要求1所述的表面修飾納米纖維，其特征在于，所述酸性物質具備選自具有多個表現出質子傳導性的酸性官能團的低分子或高分子組中的結構。

3.根據權利要求2所述的表面修飾納米纖維，其特征在于，所述表現出質子傳導性的酸性官能團為磺酸基、膦酸基或羧酸基。

4.根據權利要求1~3中任一項所述的表面修飾納米纖維，其特征在于，所述表面的分子修飾部位的存在比例在表面修飾納米纖維整體中為5~90質量%，

所述表面修飾納米纖維的纖維直徑為1000nm以下。

5.根據權利要求1所述的表面修飾納米纖維，其特征在于，所述聚合物納米纖維具有下述PA)、PB)、PC)的結構，

PA)包含在主鏈中含有芳香族基團或/和脂肪族基團的重復單元；

PB)在主鏈骨架、或側鏈官能團中具有多個能與酸性物質或堿性物質相互作用的堿性或酸性官能團；

PC) 為通過靜電紡絲法形成的纖維，其纖維直徑為300nm以下。

6.一種包含表面修飾納米纖維的電解質膜，其特征在于，包含權利要求1~5中任一項所述的表面修飾納米纖維，其中，

所述表面修飾納米纖維的存在比例在電解質膜整體中為10~90質量%，

所述電解質膜的厚度為30μm以下。

7.一種電解質膜的制造方法，其具備：

形成包含聚合物納米纖維的無紡布的工序；

對所述無紡布實施表面修飾處理的工序；

在所述無紡布的空隙中填充基質聚合物，使表面修飾納米纖維與基質聚合物一體化，得到基質聚合物填充無紡布的工序；以及

對所得到的基質聚合物填充無紡布進行后處理的工序，

所述表面修飾納米纖維是根據權利要求1~5中任一項所述的表面修飾納米纖維。

8.一種固體高分子型燃料電池用的膜電極接合體，其特征在于，包含權利要求6所述的電解質膜。

9.一種固體高分子型燃料電池，其特征在于，包含權利要求8所述的膜電極接合體。