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燃料電池用電解質及びその製造方法 UPDATE 外国出願あり

国内特許コード P200016787
整理番号 5799
掲載日 2020年4月14日
出願番号 特願2017-110033
公開番号 特開2018-206587
出願日 平成29年6月2日(2017.6.2)
公開日 平成30年12月27日(2018.12.27)
発明者
  • 篠崎 良太
  • 榊原 伸義
  • 板倉 智也
  • 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 燃料電池用電解質及びその製造方法 UPDATE 外国出願あり
発明の概要 【課題】ガスシール性が高い燃料電池用電解質及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】燃料電池用電解質1は、多孔質部材9と、前記多孔質部材に支持されたプロトン伝導材料11とを含む。前記プロトン伝導材料は、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む。前記オキソアニオン及び/又は前記プロトン配位性分子は、前記金属イオンに配位して配位高分子を形成している。燃料電池用電解質の相対密度は75%以上である。
【選択図】図3
従来技術、競合技術の概要

特許文献1には、燃料電池用電解質に使用可能なプロトン伝導材料が開示されている。このプロトン伝導材料は、高温下でも使用でき、無加湿又は低加湿条件でも使用できる。

産業上の利用分野

本開示は燃料電池用電解質及びその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
燃料電池用電解質(1)であって、
多孔質部材(9)と、
前記多孔質部材に支持されたプロトン伝導材料(11)と、
を含み、
前記プロトン伝導材料は、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おり、
相対密度が75%以上である燃料電池用電解質。

【請求項2】
請求項1に記載の燃料電池用電解質であって、
前記多孔質部材は樹脂又は無機物を含む燃料電池用電解質。

【請求項3】
請求項1又は2に記載の燃料電池用電解質であって、
前記多孔質部材は、テフロン、ポリイミド、アクリル、及びセルロースのうちのいずれかから成る燃料電池用電解質。

【請求項4】
請求項1~3のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質であって、
前記オキソアニオンが単量体である燃料電池用電解質。

【請求項5】
請求項1~4のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質であって、
前記オキソアニオンが、リン酸イオン、リン酸水素イオン、及びリン酸二水素イオンから成る群から選ばれる1種以上である燃料電池用電解質。

【請求項6】
請求項1~5のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質であって、
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、ベンズトリアゾール、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる1種以上である燃料電池用電解質。

【請求項7】
請求項1~6のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質であって、
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種以上である燃料電池用電解質。
(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】
請求項1~7のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質であって、
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種以上である燃料電池用電解質。

【請求項9】
燃料電池用電解質(1)の製造方法であって、
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む溶液と、多孔質部材(9)とを接触させ、
前記多孔質部材から前記溶液の溶媒を除去し、
前記多孔質部材に支持されたプロトン伝導材料(11)を形成し、
前記プロトン伝導材料は、前記金属イオン、前記オキソアニオン、及び前記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燃料電池用電解質の製造方法。

【請求項10】
請求項9に記載の燃料電池用電解質の製造方法であって、
前記多孔質部材は樹脂から成る燃料電池用電解質の製造方法。

【請求項11】
請求項9又は10に記載の燃料電池用電解質の製造方法であって、
前記多孔質部材は、テフロン、ポリイミド、アクリル、及びセルロースのうちのいずれかから成る燃料電池用電解質の製造方法。

【請求項12】
請求項9~11のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質の製造方法であって、
前記オキソアニオンが単量体である燃料電池用電解質の製造方法。

【請求項13】
請求項9~12のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質の製造方法であって、
前記オキソアニオンが、リン酸イオン、リン酸水素イオン、及びリン酸二水素イオンから成る群から選ばれる1種以上である燃料電池用電解質の製造方法。

【請求項14】
請求項9~13のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質の製造方法であって、
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、ベンズトリアゾール、及びこれらの誘導体から成る群から選ばれる1種以上である燃料電池用電解質の製造方法。

【請求項15】
請求項9~14のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質の製造方法であって、
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種以上である燃料電池用電解質の製造方法。
(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16】
請求項9~15のいずれか1項に記載の燃料電池用電解質の製造方法であって、
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種以上である燃料電池用電解質の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2017110033thum.jpg
出願権利状態 公開
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