[发明专利]用于支化剂的氟系化合物、使用该氟系化合物的聚合物以及使用该聚合物的聚合物电解质膜

说明书

本申请涉及一种用于支化剂的氟系化合物、使用该氟系化合物的聚合物、使用该聚合物的聚合物电解质膜、使用该聚合物电解质膜的燃料电池和包含该聚合物电解质膜的氧化还原液流电池。

技术领域

本申请要求于2014年10月28日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2014-0147787和No.10-2014-0147791的优先权和权益，该两项申请的全部内容通过引用并入本文中。

本申请涉及一种用于支化剂的氟系化合物、使用该氟系化合物的聚合物、使用该聚合物的聚合物电解质膜、包括该聚合物电解质膜的燃料电池，以及包括该聚合物电解质膜的氧化还原液流电池。

背景技术

聚合物是具有较高的分子量的化合物(聚合物)，指通过数个被称作单体的低分子量化合物的聚合而形成的化合物。根据链结构和形式，聚合物可以分为线性聚合物、支化聚合物、交联聚合物等，并且根据结构表现出物理和化学性质上的较大差异。

考虑到聚合物的相对轻的重量，聚合物具有优异的机械强度并且具有良好的加工性能，并且已经主要用作材料形成结构，然而，由于它们优异的物理和化学性质，最近已经出现将聚合物作为功能材料使用。

其典型的实例可以包括作为聚合物隔膜使用。聚合物隔膜是指具有隔离物质的功能的聚合物膜，而不是简单的诸如薄膜的膜。具体地，聚合物已经被用作能够在燃料电池、氧化还原液流电池等中进行阳离子交换的电解质膜。

燃料电池是直接将燃料的化学能转换为电能的能量转换装置。换言之，燃料电池利用燃料气体和氧化剂，并且使用它们在氧化和还原反应的过程中所产生的电子来发电的发电方法。燃料电池的膜-电极组件(MEA)是氢和氧发生电化学反应的部分，由阴极、阳极和电解质膜，即，离子导电性电解质膜组成。

氧化还原液流电池(氧化-还原液流电池)是通过液体电解质中包含的活性材料被氧化和还原而进行充电和放电的系统，是直接将活性材料的化学能储存为电能的电化学存储装置。氧化还原液流电池的单元电池包括电极、电解质和离子交换膜(电解质膜)。

由于燃料电池和氧化还原液流电池的较高的能量效率和较低的污染物排放的环境友好性质，燃料电池和氧化还原液流电池已经作为下一代能源被研究和开发。

燃料电池和氧化还原液流电池的核心组成之一是能够进行阳离子交换的聚合物电解质膜，有利地需要1)优异的质子电导率，2)防止电解质穿越，3)较高的耐化学性，4)强化机械性能和/或5)较低的溶胀比的性能。

聚合物电解质膜分为氟系、部分氟系、烃系等，并且部分氟系聚合物电解质膜由于氟系主链而具有优异的物理和化学稳定性，并且具有表现出较高的热稳定性的优点。另外，在部分氟系聚合物电解质膜中，如氟系电解质膜中相同，阳离子转移官能团连接在氟系链的末端，因此，能够实现烃系聚合物电解质膜和氟系聚合物电解质膜两者的优点。

为了制造具有较高的耐久性和耐酸性的用于燃料电池和/或氧化还原液流电池的聚合物膜，已经进行在聚合物合成中所使用的单体的研究。另外，为了提高部分氟系聚合物电解质膜的使用，已经进行对具有提高的质子电导率、机械性能、物理和化学性能等的部分氟系聚合物电解质膜的研究。

专利文献

韩国专利申请特许公开No.2003-0076057

发明内容

技术问题

本申请旨在提供一种用于支化剂的氟系化合物、使用该氟系化合物的聚合物、使用该聚合物的聚合物电解质膜、包括该聚合物电解质膜的燃料电池和包括该聚合物电解质膜的氧化还原液流电池。

技术方案

本说明书的一个实施方案提供一种用于支化剂的氟系化合物、使用该氟系化合物的聚合物、使用该聚合物的聚合物电解质膜、包括该聚合物电解质膜的燃料电池和包括该聚合物电解质膜的氧化还原液流电池。