[发明专利]组合物、复合物、电极、复合膜及燃料电池

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年11月16日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2011-0119771的权益，将其内容全部引入本文作为参考。

技术领域

本公开内容涉及组合物、由所述组合物制备的复合物、使用所述组合物或所述复合物的电极、包括所述复合物的复合膜、和包括所述复合膜的燃料电池。

背景技术

根据所使用的电解质和燃料的类型，燃料电池可分为聚合物电解质膜燃料电池(“PEMFC”)、直接甲醇燃料电池(“DMFC”)、磷酸燃料电池(“PAFC”)、熔融碳酸盐燃料电池(“MCFC”)、或者固体氧化物燃料电池(“SOFC”)。

PEMFC在100℃或更高的温度下运行，且与在低温下运行的燃料电池相反，PEMFC不需要增湿器。PEMFC还已知在水供应的控制方面是便利的和在高温下的系统运行方面是高度可靠的。而且，PEMFC可由于它们在高温下运行而变得对燃料电极可出现的一氧化碳(CO)中毒更具耐久性，并且因此，对于其可使用简化的重整器。这些优点使得对于在高温和在非增湿条件中的使用，PEMFC越来越受欢迎。

由于存在如上所述的提高PEMFC的运行温度的当前趋势，在高温下能运行的燃料电池正引起更多的关注。

然而，迄今为止已经开发的燃料电池的电解质膜未呈现出在高温下令人满意的机械强度和耐久性。因此，在它们的进一步改进方面仍然存在需要。

发明内容

提供组合物、由所述组合物制备的复合物、使用所述组合物或者所述复合物的电极、使用所述复合物的复合膜、制备所述复合膜的方法、以及包括所述组合物、所述复合物或所述复合膜的高性能燃料电池。

另外的方面将部分地在以下描述中阐明并且部分地将由所述描述明晰，或者可通过所提供的实施方式的实践而获知。

根据本公开内容的一个方面，提供组合物，其包括：由下式1表示的化合物的至少一种，和能交联的化合物：

式1

其中，在式1中，a为0、1或2；b为1、2、3或4，条件是a+b为1、2、3、4或5；且各R独立地为取代或未取代的C₁-C₄₀烷基、取代或未取代的C₁-C₄₀烷氧基、取代或未取代的C₂-C₄₀烯基、取代或未取代的C₂-C₄₀炔基、取代或未取代的C₆-C₄₀芳基、取代或未取代的C₆-C₄₀芳氧基、取代或未取代的C₂-C₄₀杂芳基、取代或未取代的C₂-C₄₀杂芳氧基、取代或未取代的C₄-C₄₀碳环基团、取代或未取代的C₄-C₄₀碳环氧基(carbocyclic oxy group)、取代或未取代的C₂-C₄₀杂环基团、卤素原子、羟基、或氰基。

根据本公开内容的另一方面，提供作为上述组合物的聚合产物的复合物。

根据本公开内容的另一方面，提供包括所述复合物的复合膜。

根据本公开内容的另一方面，提供用于燃料电池的电极，所述电极包括所述组合物或者作为所述组合物的聚合产物的复合物。

根据本公开内容的另一方面，提供燃料电池，其包括：阴极；阳极；和设置在所述阴极和所述阳极之间的电解质膜，其中所述电解质膜为上述复合膜。

根据本公开内容的另一方面，提供燃料电池，其包括：阴极；阳极；和设置在所述阴极和所述阳极之间的电解质膜，其中所述阴极和所述阳极的至少一个包括上述组合物、或者作为所述组合物的聚合产物的复合物。

根据本公开内容的另一方面，提供制造复合膜的方法，所述方法包括：将由式1表示的化合物的至少一种和能交联的化合物混合以获得组合物；以及涂布和热处理所述组合物以获得复合膜，其包括作为包括所述由式1表示的化合物的至少一种和所述能交联的化合物的所述组合物的聚合产物的复合物：

式1