[發(fā)明專利]能夠防止催化劑中毒的用于燃料電池的電解質(zhì)膜及其制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011259996.X
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN113130954A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 金柄秀;洪普基
• 申請（專利權(quán)）人: 現(xiàn)代自動車株式會社;起亞自動車株式會社
• 主分類號: H01M8/1051
• 分類號: H01M8/1051;H01M8/1069;H01M4/92;H01M4/90;H01M4/86
• 代理公司: 北京戈程知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11314
• 代理人: 程偉;于高瞻

1.一種用于燃料電池的電解質(zhì)膜，包括

離子傳輸層，其包括具有質(zhì)子傳導(dǎo)性的離聚物；以及

催化復(fù)合物，其分散在所述離子傳輸層中，

其中，所述催化復(fù)合物包括：

催化顆粒，其包括具有分解過氧化氫的活性的催化金屬組分；以及

保護(hù)層，其形成在所述催化顆粒的至少一部分表面上以防止離聚物與催化金屬組分接觸。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述離聚物具有質(zhì)子傳導(dǎo)性官能團(tuán)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述催化顆粒包括沒有載體的催化金屬組分。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述催化顆粒包括負(fù)載在載體上的催化金屬組分。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述催化金屬組分包括選自鉑、金、鈀、銀、鋨、銥和釕的一種或更多種。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述載體包括選自如下的一種或更多種：碳；二氧化硅；沸石；選自第4B、5B、6B、7B和8B族的過渡金屬；以及所述過渡金屬的氧化物或碳化物。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述保護(hù)層包括在側(cè)鏈中不具有質(zhì)子傳導(dǎo)性官能團(tuán)并且在主鏈中不具有離子基團(tuán)的聚合物。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述保護(hù)層與離聚物不相容。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述保護(hù)層包括具有10barrer或更大的氣體滲透性的聚合物。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述保護(hù)層包括具有0.20或更大的自由體積的聚合物，所述聚合物包括選自聚炔烴聚合物、降冰片烯聚合物、氟代烴聚合物、固有微孔聚合物和它們的取代物或衍生物中的一種或更多種。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述聚炔烴聚合物包括選自聚(1-(三甲基甲硅烷基)-1-丙炔，聚(4-甲基-2-戊炔)，聚(叔丁基乙炔)和聚(1-苯基-1-丙炔)的一種或更多種，

所述降冰片烯聚合物包括聚(三甲基甲硅烷基降冰片烯)，

所述氟代烴聚合物包括聚[4,5-二氟-2,2-雙(三氟甲基)-1,3-二惡唑-共-四氟乙烯]。

12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述電解質(zhì)膜包括0.01mg/cm²至0.90mg/cm²的量的催化復(fù)合物。

13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜，其中，所述電解質(zhì)膜進(jìn)一步包括增強(qiáng)層，

其中，所述離子傳輸層形成在所述增強(qiáng)層的至少一個表面上。

14.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于燃料電池的電解質(zhì)膜的制造方法，所述方法包括：

制備包括催化顆粒的催化復(fù)合物，所述催化顆粒包括具有分解過氧化氫的活性的催化金屬組分以及保護(hù)層，所述保護(hù)層形成在所述催化顆粒的至少一部分表面上；

制備包括催化復(fù)合物和離聚物的分散體混合物；

通過施加分散體混合物形成離子傳輸層。

15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過在80℃至200℃的溫度下干燥包括催化顆粒與構(gòu)成保護(hù)層的聚合物的混合物來制備催化復(fù)合物。

16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，通過將分散體混合物施加在增強(qiáng)層的至少一個表面上而形成離子傳輸層。