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伝導膜及び燃料電池 NEW

国内特許コード P180015540
整理番号 4569
掲載日 2018年11月21日
出願番号 特願2014-122458
公開番号 特開2016-004621
出願日 平成26年6月13日(2014.6.13)
公開日 平成28年1月12日(2016.1.12)
発明者
  • 篠崎 良太
  • 土方 啓暢
  • 板倉 智也
  • 堀合 慧祥
  • 北川 進
  • 堀毛 悟史
出願人
  • 株式会社デンソー
  • 国立大学法人京都大学
発明の名称 伝導膜及び燃料電池 NEW
発明の概要 【課題】100℃以上でかつ無加湿でも使用できる伝導膜及び燃料電池を提供すること。
【解決手段】(A)金属イオン、オキソアニオン、及びプロトン配位性分子を含み、前記オキソアニオン及び/又は前記プロトン配位性分子が、前記金属イオンに配位して配位高分子を形成しているプロトン伝導体と、(B)エンジニアリングプラスチックを含む樹脂の樹脂フィラーと、を含むことを特徴とする伝導膜。前記樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる1種以上が挙げられる。
【選択図】図4
従来技術、競合技術の概要


現在、固体高分子型燃料電池システムの低コスト化、システムの簡素化の観点で、100℃以上の作動温度でかつ無加湿、あるいは低加湿な条件で作動する電解質材料が望まれている。一方、従来の固体高分子型燃料電池は、パーフルオロカーボンスルホン酸に代表されるような、水を媒介としてイオン伝導を行う電解質を備えている。そのため100℃以上、無加湿又は低加湿の作動条件では、十分なイオン伝導を発揮できない。



高温においても電解質に含有する水分の蒸発を抑制できるものとして、ゾルゲル多孔質ガラス(特許文献1参照)、リン酸塩ハイドロゲル(特許文献2参照)等が知られている。

産業上の利用分野


本発明は、伝導膜及び燃料電池に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
(A)金属イオン、オキソアニオン、及びプロトン配位性分子を含み、前記オキソアニオン及び/又は前記プロトン配位性分子が、前記金属イオンに配位して配位高分子を形成しているプロトン伝導体と、
(B)エンジニアリングプラスチックを含む樹脂の樹脂フィラーと、
を含むことを特徴とする伝導膜。

【請求項2】
前記樹脂が、ポリフッ化ビニリデン、ポリエーテル、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルイミド、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1記載の伝導膜。

【請求項3】
前記プロトン伝導体と前記樹脂フィラーとの重量比が、1:0.1~3の範囲内であることを特徴とする請求項1又は2に記載の伝導膜。

【請求項4】
前記オキソアニオンが単量体であることを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載の伝導膜。

【請求項5】
前記オキソアニオンが、リン酸イオン、リン酸水素イオン、及びリン酸ニ水素イオンから成る群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載の伝導膜。

【請求項6】
前記プロトン配位性分子が、イミダゾール、トリアゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の伝導膜。

【請求項7】
前記プロトン配位性分子が、一般式R-NH2で表される第一級アミン、一般式R1(R2)-NHで表される第二級アミン、一般式R1(R2)(R3)-Nで表される第三級アミン、炭素直鎖ジアミン、飽和環状アミン、及び飽和環状ジアミンから成る群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1~5のいずれか1項に記載の伝導膜。
(R、R1、R2、R3は、それぞれ独立に、アルキル基、アリール基、脂環式炭化水素基、及び複素環基のうちのいずれかを示す。)

【請求項8】
前記金属イオンが、コバルトイオン、銅イオン、亜鉛イオン、及びガリウムイオンから成る群から選ばれる1種以上であることを特徴とする請求項1~7のいずれか1項に記載の伝導膜。

【請求項9】
膜厚が500μm以下であることを特徴とする請求項1~8のいずれか1項に記載の伝導膜。

【請求項10】
前記プロトン伝導体が、金属酸化物、有機ポリマー、及びアルカリ金属イオンから成る群から選ばれる1種以上である添加材料を含むことを特徴とする請求項1~9のいずれか1項に記載の伝導膜。

【請求項11】
請求項1~10のいずれか1項に記載の伝導膜から成る電解質を有する燃料電池。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2014122458thum.jpg
出願権利状態 公開
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