專(zhuān)利名稱(chēng)：燃料電池用電解質(zhì)、膜電極組件、燃料電池組、燃料電池系統(tǒng)和燃料電池用電解質(zhì)的制法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料電池，特別是，涉及可以在非增濕狀態(tài)下工作的燃料電池。
背景技術(shù)：
已知在電解質(zhì)中使用固體高分子膜的固體高分子型燃料電池。固體高分子型燃料電池，使質(zhì)子傳導(dǎo)性高分子電解質(zhì)膜作為電解質(zhì)，一般地，含有陽(yáng)極(燃料電極)、陰極(氧化劑電極)、以及設(shè)置在陽(yáng)極和陰極之間的高分子電解質(zhì)膜。在固體高分子型燃料電池的陽(yáng)極設(shè)置為了促進(jìn)燃料氧化用的催化劑層，在固體高分子型燃料電池的陰極設(shè)置為了促進(jìn)氧化劑還原用的催化劑層。
作為供給固體高分子型燃料電池陽(yáng)極的燃料，一般可以使用氫、含氫氣體、甲醇和水的混合蒸汽、甲醇水溶液等。作為供給固體高分子型燃料電池的陰極的氧化劑一般可以使用氧、含氧氣體或者空氣。
作為高分子電解質(zhì)膜的材料，一般可以使用磺酸酯高氟化聚合物，該磺酸酯高氟化聚合物具有由氟化屬烯烴構(gòu)成的主鏈，和末端含有磺酸基的氟化乙烯基醚構(gòu)成的側(cè)鏈。這種高分子電解質(zhì)膜通過(guò)含浸適當(dāng)?shù)乃?，在發(fā)電中發(fā)揮出充分的離子傳導(dǎo)性。
因此，在現(xiàn)有的固體高分子型燃料電池中，必須進(jìn)行高分子電解質(zhì)膜的水分管理，導(dǎo)致燃料電池系統(tǒng)的復(fù)雜化和大型化。
為避免起因于高分子電解質(zhì)膜的水分管理的問(wèn)題，作為替代以往的高分子電解質(zhì)膜方法，開(kāi)發(fā)出非增濕狀態(tài)下可以傳導(dǎo)質(zhì)子的非增濕電解質(zhì)膜。
例如，專(zhuān)利文獻(xiàn)1公開(kāi)了摻入磷酸的聚苯并咪唑等材料作為非增濕高分子電解質(zhì)膜。
專(zhuān)利文獻(xiàn)1特開(kāi)平11-503262號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明所要解決的問(wèn)題迄今所知的非增濕高分子電解質(zhì)膜具有堅(jiān)硬、不易變形的特性。對(duì)于具有這樣的膜特性的非增濕高分子電解質(zhì)膜，在有剛性強(qiáng)這樣的有利方面的反面，隨著工作時(shí)間的延長(zhǎng)，一旦膜的一部分產(chǎn)生裂紋等破損，就會(huì)損害作為離子傳導(dǎo)膜的特性，故在耐久性方面存在難點(diǎn)。
另外，非增濕高分子電解質(zhì)膜由于不易變形，因此存在加工困難的課題。
本發(fā)明就是鑒于這樣的課題而進(jìn)行的，其目的在于提高使用于燃料電池的非增濕高分子電解質(zhì)膜的耐久性。另外，本發(fā)明的另外一個(gè)目的在于提供容易加工的非增濕高分子電解質(zhì)膜。
解決課題的方法本發(fā)明的燃料電池用電解質(zhì)膜的特征是含有堿性聚合物和強(qiáng)酸以及粘合材料。從提高耐久性和成形性的觀點(diǎn)上來(lái)看，堿性聚合物優(yōu)選與強(qiáng)酸之間部分復(fù)合化的粉體。堿性聚合物粉體的體積平均粒徑優(yōu)選10～100μm。
使用于上述燃料電池用電解質(zhì)膜的堿性聚合物優(yōu)選從包含聚苯并咪唑類(lèi)、聚(吡啶類(lèi))、聚(嘧啶類(lèi))、聚咪唑類(lèi)、聚苯并噻唑類(lèi)、聚苯并噁唑類(lèi)、聚噁二唑類(lèi)、聚喹啉類(lèi)、聚喹喔啉類(lèi)、聚噻二唑類(lèi)、聚(四氮芘類(lèi))、聚噁唑類(lèi)、聚噻唑類(lèi)、聚乙烯基吡啶類(lèi)以及聚乙烯基咪唑類(lèi)的組中選擇。
使用于上述燃料電池用電解質(zhì)膜的強(qiáng)酸優(yōu)選磷酸或硫酸。
使用于上述燃料電池用電解質(zhì)膜的粘合材料優(yōu)選氟類(lèi)樹(shù)脂。上述燃料電池用電解質(zhì)膜優(yōu)選含有3～60重量％的粘合材料。
本發(fā)明的膜電極組件的特征在于，含有上述燃料電池用電解質(zhì)、和設(shè)置在上述燃料電池用電解質(zhì)的一面的陽(yáng)極、以及設(shè)置在上述燃料電池用電解質(zhì)的另一面的陰極。
本發(fā)明的燃料電池組的特征在于，將由上述膜電極組件、和對(duì)置于膜電極組件的陽(yáng)極設(shè)置燃料流道的陽(yáng)極側(cè)板、和對(duì)置于膜電極組件的陰極設(shè)置氧化劑流道的陰極側(cè)板構(gòu)成的電池多個(gè)疊層而構(gòu)成。
本發(fā)明的燃料電池系統(tǒng)的特征在于，包含改性碳?xì)浠衔镱?lèi)燃料并生成氫氣的改性裝置、和使用從改性裝置輸供給的氫氣和氧化劑而產(chǎn)生電力的上述燃料電池組。
本發(fā)明的燃料電池用電解質(zhì)膜的制造方法的特征是，包括以下工序在溶劑中加入堿性聚合物以及強(qiáng)酸形成混合液的工序；除去上述混合液中的溶劑，形成含有堿性聚合物和強(qiáng)酸的復(fù)合體的工序；粉碎混合物形成含有堿性聚合物和強(qiáng)酸的粉體的工序；混合粉體和氟類(lèi)樹(shù)脂形成混合物的工序；將混合物壓延成為片狀的工序；將片狀的混合物加熱并干燥的工序。
另外，適當(dāng)組合上述各要素的發(fā)明，也包含在本次專(zhuān)利申請(qǐng)中要求專(zhuān)利保護(hù)的發(fā)明范圍。
發(fā)明的效果通過(guò)本發(fā)明的燃料電池用電解質(zhì)膜，可以在非增濕狀態(tài)下提高離子傳導(dǎo)的電解質(zhì)膜的耐久性。
附圖的簡(jiǎn)單說(shuō)明

圖1是示出磷酸含量和離子傳導(dǎo)度關(guān)系的圖。
圖2是示出燃料電池組構(gòu)成的圖。
圖3是示出燃料電池系統(tǒng)構(gòu)成的圖。
符號(hào)的說(shuō)明10固體高分子型燃料電池組20固體高分子電解質(zhì)膜30陽(yáng)極40陰極50膜電極組件(MEA)60電池100固體高分子型燃料電池系統(tǒng)142改性裝置實(shí)施發(fā)明的最佳方案本發(fā)明的實(shí)施方案所涉及的固體高分子電解質(zhì)膜含有堿性聚合物和強(qiáng)酸以及粘合材料。
作為堿性聚合物，優(yōu)選聚苯并咪唑類(lèi)、聚(吡啶類(lèi))、聚(嘧啶類(lèi))、聚咪唑類(lèi)、聚苯并噻唑類(lèi)、聚苯并噁唑類(lèi)、聚噁二唑類(lèi)、聚喹啉類(lèi)、聚喹喔啉類(lèi)、聚噻二唑類(lèi)、聚(四氮芘類(lèi))、聚噁唑類(lèi)、聚噻唑類(lèi)、聚乙烯基吡啶類(lèi)以及聚乙烯基咪唑類(lèi)。其中，更加優(yōu)選使用聚苯并咪唑類(lèi)。聚苯并咪唑類(lèi)可以用下述化學(xué)式(1)表示。
(化學(xué)式1) 在通式(1)中，式中，X從-O-，-SO2-，-C(CH3)2-，-C(CF3)2-，-OPhO-，直接鍵中選擇。另外，R含有下述取代基中的任意一個(gè)。
(化學(xué)式2) 另外，從機(jī)械強(qiáng)度、粘度等高分子特性的觀點(diǎn)上看，堿性聚合物的重均分子量?jī)?yōu)選1,000～1,000,000的范圍，更加優(yōu)選200,000～500,000的范圍。如果重均分子量小于1,000，得到的電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)性不充分，重均分子量大于1,000,000時(shí)，則對(duì)于溶劑的溶解性降低，成形困難。堿性聚合物的重均分子量可以通過(guò)凝膠滲透色譜法(GPC)等已知的任意方法進(jìn)行測(cè)定堿性聚合物優(yōu)選為粉體。堿性聚合物粉體的體積平均粒徑優(yōu)選10～100μm。如果大于100μm，可能損害耐久性，同時(shí)成形變得困難，如果小于10μm，制造成本增加。
作為強(qiáng)酸，可以舉出磷酸、硫酸等無(wú)機(jī)酸。另外，使用磷酸作為強(qiáng)酸時(shí)，優(yōu)選濃度為85～122(％H3PO4)。磷酸的濃度如果比85(％H3PO4)低，離子傳導(dǎo)度不理想，如果將磷酸的濃度調(diào)整為比122(％H3PO4)高，則在制造上是困難的。
強(qiáng)酸的重量?jī)?yōu)選是堿性聚合物和強(qiáng)酸總重量的5～99.9％。強(qiáng)酸的重量如果不足上述總重量的5％，離子傳導(dǎo)性不理想，在99.9％或99.9％以上則變?yōu)槟z狀不能發(fā)揮出作為固體高分子電解質(zhì)膜的功能。
圖1示出了用聚四氟乙烯固定PBI(體積平均粒徑50μm)以及磷酸的高分子電解質(zhì)膜(膜厚200μm)的磷酸含量與離子傳導(dǎo)度的關(guān)系。從圖1得知，在磷酸含量比80(wt％)高的區(qū)域，離子傳導(dǎo)度維持在高水平。
強(qiáng)酸的一部分以化學(xué)方式結(jié)合于堿性聚合物上，其余游離在固體高分子電解質(zhì)膜中。例如，在聚苯并咪唑(以下，稱(chēng)作PBI)中摻入磷酸得到的固體高分子電解質(zhì)膜中，磷酸以化學(xué)方式與聚苯并咪唑結(jié)合，形成如通式(2)所示的PBI/磷酸復(fù)合體。
(化學(xué)式3) PBI/磷酸復(fù)合體周?chē)嬖谟坞x的磷酸。通過(guò)PBI/磷酸復(fù)合體和游離的磷酸使質(zhì)子傳導(dǎo)變?yōu)榭赡堋?br> 本發(fā)明某實(shí)施方案涉及的固體高分子電解質(zhì)膜通過(guò)用粘合材料固定粉體狀的堿性聚合物以及含浸于堿性聚合物的磷酸，與堿性聚合物單體的固體高分子電解質(zhì)膜相比，提高了柔軟性、可撓性。作為粘合材料，優(yōu)選氟類(lèi)樹(shù)脂，可以舉出聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯·六氟丙烯共聚物(FEP)、全氟乙烯(PFA)、聚偏二氟乙烯(PVDF)等。粘合材料的重量?jī)?yōu)選燃料電池用電解質(zhì)整體重量的3～60％。粘合材料的重量不足燃料電池用電解質(zhì)整體重量的3％時(shí)，粘合性低下，固體高分子電解質(zhì)膜的成形困難。另一方面，粘合材料的重量超過(guò)燃料電池用電解質(zhì)整體重量的60％時(shí)，則電阻會(huì)增大，同時(shí)離子傳導(dǎo)性低下，作為固體高分子電解質(zhì)膜的性能不理想。
按照以上構(gòu)成的固體高分子電解質(zhì)膜，即使在100℃或100℃以上的高溫中也具有化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性，同時(shí)，在非增濕狀態(tài)下具有對(duì)于發(fā)電十分理想的離子傳導(dǎo)性。因此，不需要進(jìn)行固體高分子電解質(zhì)膜的水分管理，與水分管理有關(guān)的問(wèn)題得以解決。
另外，由于本發(fā)明的固體高分子電解質(zhì)膜具有可撓性，不易產(chǎn)生龜裂等破損，顯示出高耐久性。另外，由于本發(fā)明的固體高分子電解質(zhì)膜成形容易，削減了加工成為期望的形狀和薄膜化所需的人力。
圖2示出了使用上述固體高分子電解質(zhì)膜的固體高分子型燃料電池組的梗概。固體高分子型燃料電池組10，具有將包含膜電極組件50(以下記作“MEA”)的電池60多個(gè)疊層的疊層體，并通過(guò)在該疊層體的兩側(cè)介入集電板70以及絕緣板80，再添加端板90緊固在一起構(gòu)成的。MEA50，是在本發(fā)明涉及的固體高分子電解質(zhì)膜20的一個(gè)面上接合陽(yáng)極30，另一面接合陰極40而構(gòu)成的。陽(yáng)極30以及陰極40，以負(fù)載了白金的碳為主要成分，并具有可以擴(kuò)散氣體的擴(kuò)散路徑。電池60，是由對(duì)置于MEA50的陽(yáng)極30設(shè)置燃料流道的陽(yáng)極側(cè)板32，和對(duì)置于MEA50的陰極40設(shè)置氧化劑流道的陰極側(cè)板42夾持住MEA50而構(gòu)成的。在陽(yáng)極側(cè)板32和/或陰極側(cè)板42的與MEA50相反側(cè)的面上可以視需要設(shè)置為流通冷卻水用的冷卻水流道。在這樣構(gòu)成的電池60中，經(jīng)陽(yáng)極側(cè)板32的燃料流道輸送至陽(yáng)極30內(nèi)的氫氣在陽(yáng)極30內(nèi)氧化變?yōu)橘|(zhì)子(H+)，該質(zhì)子從固體高分子電解質(zhì)膜20中移動(dòng)至陰極40，在陰極40內(nèi)，與經(jīng)陰極側(cè)板42的氧化劑流道導(dǎo)入的空氣中的氧發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)而被還原，變?yōu)樗?。伴隨著該電化學(xué)反應(yīng)，在陽(yáng)極30和陰極40之間產(chǎn)生直流電。
圖3示出了使用上述高分子型燃料電池組的固體燃料電池系統(tǒng)的整體構(gòu)成。固體高分子型燃料電池系統(tǒng)100，將改性碳?xì)浠衔镱?lèi)的燃料氣體改性得到的氫氣和反應(yīng)空氣供給到圖2所示的固體高分子型燃料電池組10中，利用氫和反應(yīng)空氣中所含的氧的電化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生直流電。
氫氣通過(guò)采用水蒸氣改性法、使用改性裝置142，改性從燃料氣體系統(tǒng)140輸送的碳?xì)浠衔镱?lèi)燃料氣體而得到。從燃料氣體系統(tǒng)140輸送的燃料氣體的一部分作為改性裝置142的熱源的燃料被使用。用改性裝置142得到的氫氣輸送到固體高分子型燃料電池組10的各電池60中的陽(yáng)極側(cè)板32的燃料流道中。
另一方面，反應(yīng)空氣150用鼓風(fēng)機(jī)151導(dǎo)入后，適量輸送給固體高分子型燃料電池組10各電池60中的陰極側(cè)板42的氧化劑流道。
在固體高分子型燃料電池組10中未供給反應(yīng)的未使用的氫氣供給到改性裝置142作為熱源的燃料使用。另一方面，在固體高分子型燃料電池組10中未供給反應(yīng)的未使用的反應(yīng)空氣輸送至排氣管道74。
在固體高分子型燃料電池組10中產(chǎn)生的直流電通過(guò)DC/DC轉(zhuǎn)換器182轉(zhuǎn)換為預(yù)定電壓(例如24V)的直流電后，再由DC/AC變流器181轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?例如100V)。用DC/AC變流器181轉(zhuǎn)變的交流電輸出于輸出端185。另外，用DC/DC轉(zhuǎn)換器182轉(zhuǎn)換的預(yù)定電壓的直流電作為控制裝置190等的電源使用。
控制裝置190實(shí)施固體高分子型燃料電池系統(tǒng)100的各種控制。也就是，控制裝置190在固體高分子型燃料電池組10、鼓風(fēng)機(jī)151、DC/AC變流器181以及DC/DC轉(zhuǎn)換器182等之間發(fā)送接收電信號(hào)，控制這些各類(lèi)機(jī)器。
以往的固體高分子型燃料電池系統(tǒng)，為保持電解質(zhì)膜為濕潤(rùn)狀態(tài)，需要將燃料和/或氧化劑進(jìn)行增濕的措施。但是，本發(fā)明的固體高分子型燃料電池系統(tǒng)100中，由于在非增濕狀態(tài)下，也可以由固體高分子電解質(zhì)膜20進(jìn)行離子傳導(dǎo)，因此不需要將燃料和/或氧化劑進(jìn)行增濕的措施，從而可以使系統(tǒng)簡(jiǎn)單化以及降低成本。
在以往的固體高分子型燃料電池系統(tǒng)中使用的改性裝置一般由除去燃料氣體中的硫化物的脫硫器、使燃料氣體和水反應(yīng)制取氫的水蒸氣改性器、進(jìn)行CO(一氧化碳)和水反應(yīng)將CO轉(zhuǎn)變?yōu)镃O2的CO轉(zhuǎn)變器、以及將在CO轉(zhuǎn)變器中殘留的CO選擇性地氧化除去的CO去除器構(gòu)成。但本發(fā)明的固體高分子型燃料電池系統(tǒng)100中，由于幾乎沒(méi)有由于CO產(chǎn)生的中毒的影響，因此改性裝置不需要CO去除器。因此，可以使改性裝置小型化和降低成本。
(固體高分子電解質(zhì)膜的制作)在90g的N，N’-二甲基乙酰胺中加入10g的PBI(重均分子量約70,000)，制備10重量％的PBI溶液。在室溫下，邊攪拌邊緩慢向200ml的燒杯中的115％的磷酸90g中添加10重量％的PBI溶液100g。在170℃的溫度下干燥得到的混合物2～3天，除去殘存的N，N’-二甲基乙酰胺。接著，將含有PBI和磷酸的固體物質(zhì)用氣流粉碎機(jī)制成粉狀。使用粒徑分布測(cè)定裝置，測(cè)定得到的粉體的體積平均粒徑為50μm。另外，將含有PBI和磷酸的固體物質(zhì)用氣流粉碎機(jī)粉碎后，通過(guò)用風(fēng)力分級(jí)機(jī)分散，可以得到期望的體積平均粒徑的粉體。
然后將上述工序得到的含有PBI和磷酸的粉體15g與PTFE 3g在室溫下濕式混合。用壓延機(jī)壓延得到的混合物，制成厚約200μm的片。在120℃的溫度下，干燥該片2～3小時(shí)，除去殘留的溶劑，由此得到固體高分子電解質(zhì)膜。
(評(píng)價(jià))將通過(guò)上述順序制作的固體高分子電解質(zhì)膜組裝成為圖2所示的固體高分子型燃料電池組10，測(cè)定離子傳導(dǎo)度。離子傳導(dǎo)度的測(cè)定使用4-探針傳導(dǎo)度測(cè)定裝置，在頻率1Hz～100kHz、電壓100mV的條件下，進(jìn)行測(cè)定。其結(jié)果，得到在150℃、非增濕條件下離子傳導(dǎo)度約為10-1S/cm。該離子傳導(dǎo)度至少維持了1000小時(shí)。目測(cè)觀察測(cè)定離子傳導(dǎo)度后的固體高分子電解質(zhì)膜，未發(fā)現(xiàn)龜裂等異常。
本發(fā)明并不限定于上述各實(shí)施方案，可以基于本技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)加以各種設(shè)計(jì)變更等變形，這些加以變形的實(shí)施方案也包含在本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，該電解質(zhì)含有堿性聚合物和強(qiáng)酸以及粘合材料。
2.按照權(quán)利要求1所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述堿性聚合物為粉體。
3.按照權(quán)利要求2所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述粉體的體積平均粒徑是10～100μm。
4.按照權(quán)利要求1所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述堿性聚合物是從包含聚苯并咪唑類(lèi)、聚(吡啶類(lèi))、聚(嘧啶類(lèi))、聚咪唑類(lèi)、聚苯并噻唑類(lèi)、聚苯并噁唑類(lèi)、聚噁二唑類(lèi)、聚喹啉類(lèi)、聚喹喔啉類(lèi)、聚噻二唑類(lèi)、聚(四氮芘類(lèi))、聚噁唑類(lèi)、聚噻唑類(lèi)、聚乙烯基吡啶類(lèi)以及聚乙烯基咪唑類(lèi)的組中選擇的。
5.按照權(quán)利要求2所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述堿性聚合物是從包含聚苯并咪唑類(lèi)、聚(吡啶類(lèi))、聚(嘧啶類(lèi))、聚咪唑類(lèi)、聚苯并噻唑類(lèi)、聚苯并噁唑類(lèi)、聚噁二唑類(lèi)、聚喹啉類(lèi)、聚喹喔啉類(lèi)、聚噻二唑類(lèi)、聚(四氮芘類(lèi))、聚噁唑類(lèi)、聚噻唑類(lèi)、聚乙烯基吡啶類(lèi)以及聚乙烯基咪唑類(lèi)的組中選擇的。
6.按照權(quán)利要求3所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述堿性聚合物是從包含聚苯并咪唑類(lèi)、聚(吡啶類(lèi))、聚(嘧啶類(lèi))、聚咪唑類(lèi)、聚苯并噻唑類(lèi)、聚苯并噁唑類(lèi)、聚噁二唑類(lèi)、聚喹啉類(lèi)、聚喹喔啉類(lèi)、聚噻二唑類(lèi)、聚(四氮芘類(lèi))、聚噁唑類(lèi)、聚噻唑類(lèi)、聚乙烯基吡啶類(lèi)以及聚乙烯基咪唑類(lèi)的組中選擇的。
7.按照權(quán)利要求1所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述強(qiáng)酸是磷酸或硫酸。
8.按照權(quán)利要求2所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述強(qiáng)酸是磷酸或硫酸。
9.按照權(quán)利要求3所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述強(qiáng)酸是磷酸或硫酸。
10.按照權(quán)利要求1所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，上述粘合材料是氟類(lèi)樹(shù)脂。
11.按照權(quán)利要求1所記載的燃料電池用電解質(zhì)，其特征在于，含有3～60重量％的上述粘合材料。
12.一種膜電極組件，其特征在于，其含有權(quán)利要求1～11中任意一項(xiàng)所記載的燃料電池用電解質(zhì)、和設(shè)置在上述燃料電池用電解質(zhì)的一面的陽(yáng)極、以及設(shè)置在上述燃料電池用電解質(zhì)的另一面的陰極。
13.一種燃料電池組，其特征在于，該電池組是將由權(quán)利要求12所記載的膜電極組件、和對(duì)置于上述膜電極組件的陽(yáng)極設(shè)置燃料流道的陽(yáng)極側(cè)的板、和對(duì)置于上述膜電極組件的陰極設(shè)置氧化劑流道的陰極側(cè)的板構(gòu)成的電池多個(gè)疊層構(gòu)成的。
14.一種燃料電池系統(tǒng)，其特征在于，該電池系統(tǒng)包含改性碳?xì)浠衔镱?lèi)燃料并生成氫氣的改性裝置、和使用從上述改性裝置供給的氫氣和氧化劑而產(chǎn)生電力的權(quán)利要求13所記載的燃料電池組。
15.一種燃料電池用電解質(zhì)的制造方法，其特征在于，該方法包括以下工序在溶劑中加入堿性聚合物以及強(qiáng)酸形成混合液的工序；除去上述混合液中的溶劑，形成含有上述堿性聚合物和上述強(qiáng)酸的復(fù)合體的工序；粉碎上述混合物，形成含有上述堿性聚合物和上述強(qiáng)酸的粉體的工序；混合上述粉體和氟類(lèi)樹(shù)脂，形成混合物的工序；將上述混合物壓延成為片狀的工序；將片狀的上述混合物加熱并干燥的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供燃料電池用電解質(zhì)、膜電極組件、燃料電池組、燃料電池系統(tǒng)以及燃料電池用電解質(zhì)的制造方法，其目的在于提高用于燃料電池的非增濕高分子電解質(zhì)膜的耐久性。固體高分子型燃料電池組10具有將電池60多個(gè)疊層而構(gòu)成的疊層體，通過(guò)從該疊層體兩側(cè)介入集電板70和絕緣板80，添加端板90緊固在一起構(gòu)成。各電池60用對(duì)置于MEA50的陽(yáng)極30設(shè)置燃料流道的陽(yáng)極側(cè)板32、和對(duì)置于MEA50的陰極40設(shè)置氧化劑流道的陰極側(cè)板42夾持MEA50而構(gòu)成。MEA50由固體高分子電解質(zhì)膜20和陽(yáng)極30以及陰極40構(gòu)成。固體高分子電解質(zhì)膜20由聚苯并咪唑等堿性聚合物粉體和含浸于堿性聚合物的磷酸等強(qiáng)酸以及氟類(lèi)樹(shù)脂等粘合材料構(gòu)成。
文檔編號(hào)C08J5/18GK1765992SQ20051008479
公開(kāi)日2006年5月3日 申請(qǐng)日期2005年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年7月21日
發(fā)明者中藤邦弘, 宗內(nèi)篤夫 申請(qǐng)人:三洋電機(jī)株式會(huì)社, 三星電子株式會(huì)社, 三星Sdi株式會(huì)社