氢能专利库

本发明提供一种质子导电聚合物，其包含聚合物骨架磺酰胺基和与所述聚合物骨架直接连接的磺酰胺基，和所述磺酰胺基通过共价键连接的含氮杂环化合物。能同时利用Vehicle机理和Grotthuss机理进行质子传导，因此具有在中高温和低加湿情况的的高质子导电率。同时其热水溶胀度较低，因此具有潜在的长期耐久性。

本发明提供一种包含离子导电聚合物和马来酰亚胺化合物，且源自所述马来酰亚胺化合物的马来酰亚胺基团中，保留有双键的马来酰亚胺基团占所有马来酰亚胺基团的摩尔数的10‑80％的聚合物电解质膜，及其制备方法和含有该聚合物电解质膜的固体高分子型燃料电池。所述聚合物电解质膜通过控制聚合物膜中保留有双键的马来酰亚胺基团的数量，从而同时实现了优异的尺寸稳定性和化学耐久性。

本发明提出了一种包含含有离子性基团的高分子电解质、含有特定结构的高分子纳米纤维和金属离子的复合质子交换膜，及含有该质子交换膜的固体高分子燃料电池。所述复合质子交换膜相比现有技术，有助于在实现PEMFC工作环境下质子交换膜的高吸水率、高质子传导率的同时，保证其具有低尺寸变化率，良好的化学稳定性和韧性，解决了现有复合质子交换膜在提高吸水率与质子传导率时尺寸稳定性以及化学耐久性难以同时控制，影响使用寿命的问题，应用前景更为明确。

本发明提出了一种氧化石墨烯气凝胶增强型质子交换膜及其制备方法，本发明利用氧化石墨烯气凝胶的轻质、高强度、导电性差、孔隙率高的特性，将其作为薄膜型骨架材料，向其填充相容性良好的非氟聚合物电解质，从而制备出一种新型的增强型质子交换膜，在达到控制溶胀度同时，又能保持极高的离子交换容量。通过简单步骤、低成本原料的方法即可得到具有低溶胀度同时保持高离子交换容量的复合电解质膜，使得聚合物电解质的耐久性和使用寿命得到大幅改善，应用前景更为广泛。

本发明提出了一种含有羟基磷灰石纳米线和含有离子性基团的高分子电解质的有机‑无机复合质子交换膜，及含有该质子交换膜的固体高分子燃料电池。所述有机‑无机复合质子交换膜相比现有技术，既有助于实现PEMFC工作环境下质子交换膜的良好的保水性能、质子传导性能和尺寸稳定性，又可以保持良好的韧性和使用寿命，解决了现有无机复合导致质子交换膜脆性大幅增加，影响使用寿命的问题。而且该有机‑无机复合质子交换膜通过简单步骤、低成本的原料即可制备得到，使得整体成本大幅降低、应用前景更为明确。

本发明公开了一种具有三层结构的质子交换膜及其制备方法和含有该质子交换膜的固体高分子型燃料电池。所述具有三层结构的质子交换膜为三层结构的薄膜，所述的三层结构中，中间层为含磺酸基聚合物和硅基介孔分子筛的共混层，两侧层为含磺酸基聚合物的均质层。本发明提供的具有三层结构的质子交换膜具有低加湿提条件下优异的质子传导性，较低的热水溶胀度。

本发明提供一种含磺酸基聚合物及含磺酸基的芳香族化合物，即使在低湿度条件下仍具有优良的质子传导率、机械强度及化学稳定性。此外，在加工成为固体聚合物型燃料电池，以及分别用其作为聚合物电解质材料、聚合物电解质成形体、及固体聚合物型燃料电池时可获得高输出及优良的物理耐久性。本发明提供的含磺酸基聚合物为包含含有磺酸基的组成单元(A1)、及不含磺酸基的组成单元(A2)的含磺酸基聚合物，该聚合物是含有按含磺酸基的组成单元(A1)之和计为25摩尔％或以上的具有指定结构的组成单元作为至少一种含磺酸基的组成单元(A1)。此外，本发明还涉及用该磺酸基聚合物制作的聚合物电解质材料、聚合物电解质成形体、及固体聚合物型燃料电池。