[发明专利]具有提高的离子传导性的高耐久性电解质膜及其制备方法

权利要求书

1.一种用于膜电极组件的电解质膜，其包括：

具有氢离子传导性的离聚物；和

分散在所述离聚物中的复合物，

其中，所述复合物包括：

载体；

负载于所述载体上且具有自由基清除能力的主抗氧化剂；和

负载于所述载体上且具有过氧化氢分解活性的次抗氧化剂。

2.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述载体包括氮化钛和氧化钛中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述载体在其内部包括氮化钛，并且在其表面的至少一部分包括氧化钛。

4.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述载体具有如下X射线衍射谱图，其中发现归因于氮化钛的峰、归因于具有锐钛矿晶体结构的氧化钛的峰、和归因于具有金红石晶体结构的氧化钛的峰。

5.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述主抗氧化剂包括铈基氧化物和锰基氧化物中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述主抗氧化剂的含量为3μg/cm²至35μg/cm²。

7.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述次抗氧化剂包括选自以下中的一种或多种：铂Pt、锇Os、铱Ir、金Au、钯Pd、银Ag、铜Cu、镍Ni、钴Co、钛Ti、和铁Fe。

8.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述次抗氧化剂的晶体粒径为5nm至20nm。

9.根据权利要求1所述的电解质膜，其中所述次抗氧化剂的密度为2μg/cm³至4μg/cm³。

10.根据权利要求1所述的电解质膜，其还包括复合膜，所述复合膜包括加强层和浸渍在所述加强层中的离子传输材料，其中形成在所述复合膜的至少一个表面上的离子传输层包括所述离聚物和所述复合物。

11.一种包含权利要求1所述的电解质膜的燃料电池。

12.一种包含权利要求1所述的电解质膜的水电解装置。

13.一种生产用于膜电极组件的电解质膜的方法，其包括以下步骤：

在载体上负载具有过氧化氢分解活性的次抗氧化剂；

通过将具有自由基清除能力的主抗氧化剂负载在负载有所述次抗氧化剂的载体上获得复合物；和

通过施加将所述复合物分散在离聚物中获得的混合物来生产电解质膜。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述载体包括氮化钛，并且在负载所述主抗氧化剂之前，通过在空气气氛中干燥将负载有所述次抗氧化剂的载体氧化。

15.根据权利要求14所述的方法，其中氧化的载体在其内部包括氮化钛，并且在其表面的至少一部分包括氧化钛。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述干燥在60℃至100℃的温度下进行。

17.根据权利要求14所述的方法，其中所述干燥从所述次抗氧化剂与大气空气反应的时间点开始进行，持续长达60分钟。

18.根据权利要求13所述的方法，其中通过将所述混合物施加到复合膜的至少一个表面来形成离子传输层，所述复合膜包括加强层和浸渍在所述加强层中的离子传输材料。