[发明专利]用于燃料电池的增强复合膜和包括该增强复合膜的膜电极组件

权利要求书

1.一种用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，包括：

多孔支撑体，所述多孔支撑体包括三维不规则且不连续布局的聚合物纳米纤维和第一离子导体；和

填充在所述多孔支撑体气孔内的第二离子导体，

其中，所述第一离子导体以纳米纤维形式存在于所述多孔支撑体中，或者，存在于所述聚合物纳米纤维中而与所述聚合物一起形成所述纳米纤维。

2.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述第一离子导体为具有2.5mmol/g离子交换容量的烃类聚合物。

3.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述第一离子导体选自以磺化聚芳醚砜、磺化聚醚醚酮、磺化聚砜、磺化苯乙烯-丁二烯和其混合物组成的组。

4.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述第一离子导体与所述第二离子导体相同。

5.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述第一离子导体占所述多孔支撑体总重量的5％-50％。

6.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述多孔支撑体包括不溶于有机溶剂的烃类聚合物。

7.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述多孔支撑体包括聚酰亚胺。

8.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述多孔支撑体具有50％-90％的孔隙度。

9.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述第二离子导体为溶于有机溶剂的烃类聚合物。

10.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述第二离子导体选自以磺化聚酰亚胺、磺化聚芳醚砜、磺化聚醚醚酮、磺化聚苯并咪唑、磺化聚砜、磺化聚苯乙烯、磺化聚磷腈和其混合物组成的组。

11.根据权利要求1所述的用于燃料电池的增强复合膜，其特征在于，所述第二离子导体占所述增强复合膜总重量的50％-99％。

12.一种制造用于燃料电池的增强复合膜的方法，其特征在于，包括：

对用于静电纺丝的组合物进行静电纺丝，以产生纳米纤维网，其中，所述用于静电纺丝的组合物包括形成多孔支撑体的聚合物的前体和第一离子导体，或者，对包括形成多孔支撑体的聚合物的前体的用于静电纺丝的组合物和包括第一离子导体的用于静电纺丝的组合物通过各自的纺丝喷嘴同时进行静电纺丝，以产生纳米纤维网，并化学固化所述纳米纤维网以产生多孔支撑体；和

采用第二离子导体填充存在于所述多孔支撑体中气孔。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述第一离子导体为具有2.5mmol/g离子交换容量的烃类聚合物。

14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述形成多孔支撑体的聚合物为不溶于有机溶剂的烃类聚合物。

15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述化学固化采用选自以乙酸二酐、吡啶、三乙胺、甲苯磺酸、羟基苄醇、氨基苯酚、羟基苯甲醛、氨基苯甲酸和其混合物组成的组的固化剂实施。

16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述静电纺丝通过施加850V/cm-3,500V/cm的电场实施。

17.一种用于燃料电池的膜电极组件，其特征在于，包括：

面对面的阳极和阴极；和

设于所述阳极和阴极之间的聚合物电解质膜，

所述聚合物电解质膜为根据权利要求1-11中任一项所述的增强复合膜。

18.一种包括根据权利要求17所述的膜电极组件的燃料电池。