[发明专利]用于燃料电池的聚合物电解质膜和制备该聚合物电解质膜的方法

权利要求书

1.一种聚合物电解质膜，包括：

多孔衬底，

分散在所述多孔衬底中的自质子传导材料，和

浸入所述多孔衬底中的离子导体，

其中，所述自质子传导材料包括用唑环功能化的无机粒子。

2.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述无机粒子是二氧化硅、金属氧化物或碱土金属氧化物。

3.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述唑环是吡唑、咪唑、三唑、四唑、噻唑或噁唑。

4.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述多孔衬底由碳氢聚合物形成，所述离子导体是具有磺酸基的碳氢聚合物。

5.根据权利要求4所述的聚合物电解质膜，其中，所述多孔衬底是聚酰亚胺纳米网。

6.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述多孔衬底包括形成三维网络的纤维，所述自质子传导材料位于所述纤维的表面上。

7.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述多孔衬底包括形成三维网络的纤维，所述自质子传导材料位于所述纤维内部。

8.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，还包括具有亲水基的聚合物，该聚合物涂布在所述多孔衬底上。

9.根据权利要求1所述的聚合物电解质膜，其中，所述多孔衬底包括形成三维网络的纤维，至少一部分所述纤维包含具有亲水基的聚合物。

10.根据权利要求8或9所述的聚合物电解质膜，其中，所述具有亲水基的聚合物是聚氨酯、聚乙烯醇、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氧化亚甲基、聚环氧乙烷甲基丙烯酸酯、聚环氧乙烷丙烯酸酯、聚环氧乙烷二甲基丙烯酸酯、聚环氧乙烷二丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸羟乙酯或它们的共聚物。

11.一种制备聚合物电解质膜的方法，所述方法包括：

制备自质子传导材料分散在其中的多孔衬底；和

将离子导体浸入到所述多孔衬底中，

其中，所述自质子传导材料包括用唑环功能化的无机粒子。

12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述制备多孔衬底包括：

形成纳米网，和

在所述纳米网上涂布分散有所述自质子传导材料的分散溶液。

13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述分散溶液的分散介质中溶解有具有亲水基的聚合物。

14.根据权利要求11所述的方法，其中所述制备多孔衬底包括：

制备纺丝原液，和

对所述纺丝原液进行电纺丝，

且其中所述制备纺丝原液包括：

使碳氢聚合物熔融，和

将所述自质子传导材料加入熔融的碳氢聚合物中。

15.根据权利要求14所述的方法，其中，使碳氢聚合物与具有亲水基的聚合物一起熔融。

16.根据权利要求11所述的方法，其中，所述制备多孔衬底包括：

将所述自质子传导材料加入聚酰胺酸溶液中制备纺丝原液，

对所述纺丝原液进行电纺丝形成纳米网，和

使所述纳米网酰亚胺化。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述制备多孔衬底还包括将具有亲水基的聚合物溶解于聚酰胺酸溶液中制备纺丝原液。