[发明专利]用于具有燃料电池和/或电池的电动车辆中的冷却系统的包含唑类衍生物和另外的防腐剂的冷却剂

说明书

本发明涉及用于具有燃料电池和/或电池的电动车辆、优选机动车辆、特别优选客车和商用车辆(所谓的轻型和重型车辆)中的冷却系统的冷却剂，所述冷却剂基于亚烷基二醇或其衍生物，其不仅包含特定的唑类衍生物，还包含其他腐蚀抑制剂以改善腐蚀防护。

本发明涉及用于具有燃料电池和/或电池的电动车辆、优选机动车辆、特别优选客车和商用车辆(称为轻型和重型车辆)中的冷却系统的冷却剂，所述冷却剂基于亚烷基二醇或其衍生物，其除了特定的唑类衍生物之外，还包含另外的腐蚀抑制剂以改善腐蚀防护。

用于移动用途的燃料电池和/或电池，特别是在机动车辆中，必须能够在甚至是低至约-40℃的外部低温下运行。因此，防冻的冷却剂回路是必不可少的。

在没有完全的电绝缘冷却通道的燃料电池和/或电池的情况下，不可能使用用于内燃机中的常规冷却器保护组合物，因为这些组合物由于其中包含的作为腐蚀抑制剂的盐和可电离化合物而具有不希望的高导电性，这会不利地影响燃料电池或电池的功能。

DE-A 198 02 490(1)记载了具有防冻冷却回路的燃料电池，其中使用倾点低于-40℃的链烷烃异构体混合物作为冷却剂。然而，这种冷却剂的可燃性是不利的。

EP-A 1 009 050(2)公开了一种用于汽车的燃料电池系统，其中使用空气作为冷却介质。然而，这具有如下缺点：众所周知，空气是比液体冷却介质更差的热导体。

WO 00/17951(3)记载了一种用于燃料电池的冷却系统，其中使用没有添加剂的比例为1:1的纯单乙二醇/水混合物作为冷却剂。就冷却系统中存在的材料而言，由于缺少腐蚀抑制剂而根本不存在腐蚀防护，因此冷却回路包括离子交换单元以保持冷却剂的纯度并确保在长时间内的低的比电导率，从而防止短路和腐蚀。作为合适的离子交换剂，可提及阴离子树脂例如强碱性羟基类型的那些阴离子树脂，和阳离子树脂例如基于磺酸基团的那些阳离子树脂，以及其它过滤装置，例如活性碳过滤器。

在(3)中示例性地记载了用于汽车的燃料电池的结构和功能，特别是具有电子传导电解质膜的燃料电池(“PEM燃料电池”，“聚合物电解质膜燃料电池”)，其中在冷却回路(冷却器)中优选铝作为优选的金属组分。

WO 02/101848 A2记载了用于燃料电池驱动器中的冷却系统的防冻组合物及其浓缩物，其包含特定的唑类衍生物。

防冻组合物对铝样品显示出良好的防腐蚀性，但不再满足当代对铁和有色金属腐蚀的要求。

DE A 100 63 951(4)记载了用于燃料电池驱动器中的冷却系统的冷却剂，其包含原硅酸酯作为腐蚀抑制剂。

US 2012/0064426A1公开了用于包括离子交换器的燃料电池的冷却剂，该冷却剂包含作为防冻组分的乙二醇或丙二醇和抵抗铝腐蚀的抑制剂，例如，尤其是唑类，以及作为表面活性剂的聚氧亚乙基烷基醚或聚氧亚乙基脂肪酸酯。

除铝腐蚀外，没有检查进一步的腐蚀，并且所用的聚氧亚乙基烷基醚或聚氧亚乙基脂肪酸酯仅用作表面活性剂。

与常规的冷却剂相比，燃料电池驱动器中的冷却系统的主要问题是，保持冷却剂的低导电性，以确保燃料电池和与其连接的电池的安全和无故障的功能，并且防止短路和长期腐蚀。

US 3931029公开了防冻组合物，其包含作为防冻组分的乙二醇或二乙二醇，和作为消泡剂的烷氧基化高级脂肪酸或脂肪胺，以及作为其他抑制剂的无机化合物。

这些组合物中的这些无机化合物优选以碱金属盐或铵盐的形式使用，因此组合物包含显著比例的离子成分，因此这些组合物由于其固有的导电性而不适用于燃料电池。

WO2014 029654 A1公开了防腐制剂，其除了作为防冻组分的二醇和聚亚烷基二醇以及作为表面活性剂组分的烷基胺乙氧基化物外，还可以包含其他添加剂。当选择这样的添加剂时，没有关注导电性，并且还公开了阴离子和阳离子表面活性剂，其中硼砂用于调节pH且羧酸以其盐的形式存在。