Electrode electrolyte for solid polymer-type fuel cell

Details Electrode electrolyte for solid polymer-type fuel cell Electrode electrolyte for solid polymer-type fuel cell

H - Electricity

01

M

H01M 4/86 (2006.01) C08G 61/12 (2006.01) H01M 8/10 (2006.01)

Patent

CA 2615492

This invention provides an electrode electrolyte for a solid polymer-type fuel cell, in which a cost problem and a problem related to recovery of catalyst metals are solved, having excellent proton conductivity, dimensional stability and heat resistance. An electrode electrolyte for a solid polymer electrolyte-type fuel cell contains a polymer, which has a polyphenylene structure as a main chain and both a sulfonic acid group and a nitrogen-containing heterocyclic group as a side chain. A side chain having the nitrogen-containing heterocyclic group has a structure represented by the following general formula (D) (see formula D) (In formula, Z represents at least one kind of structures selected from a group consisting of a direct bond, -O- and -S-, Y represents at least one kind of structures selected from a group consisting of -CO-, -SO2-, -SO-, -CONH-, -COO-, - (CF2)1- (1 is an integer of 1 to 10) and -C(CF3)2- and R20 represents a nitrogen-containing heterocyclic group. q represents an integer of 1 to 5 and p represents an integer of 0 to 4.) The above nitrogen-containing heterocyclic group is at least one kind of group derived from a compound selected from the group consisting of nitrogen-containing heterocyclic compounds including pyrrole, thiazole, isothiazole, oxazole, isoxazole, pyridine, imidazole, imidazoline, pyrazole, 1,3,5-triazine, pyrimidine, pyridazine, pyrazine, indole, quinoline, isoquinoline, purine, benzimidazole, benzoxazole, benzothiazole, tetrazole, tetrazine, triazole, carbazole, acridine, quinoxaline and quinazoline and derivatives thereof.

La présente invention concerne un électrolyte d~électrode destiné à une utilisation dans une pile à combustible à polymère solide ou analogue. Ladite pile comporte une paire d~électrodes sur les deux côtés d~un film électrolytique à polymère solide conducteur de protons et peut générer de l~électricité en alimentant un gaz combustible (par exemple, de l~hydrogène pur) vers une électrode et en alimentant un agent oxydant (par exemple, de l~air) vers l~autre électrode, les électrodes étant composées d~un électrolyte d~électrode comprenant un composant catalytique d~électrode (par exemple, du platine) dispersé dans celui-ci. Dans une pile à combustible à polymère solide classique, un polymère de perfluoroalkylsulfonate a été utilisé comme électrolyte d~électrode. Ce matériau présente une excellente conductivité des protons, mais est très cher. En outre, en raison d~une grande quantité d~atomes de fluor se trouvant dans la molécule, le matériau présente une propriété médiocre de combustion et rend en conséquence difficile la récupération ou le recyclage du platine ou analogue utilisé dans l~électrolyte d~électrode. Ces problèmes peuvent être surmontés en utilisant un électrolyte d~électrode qui comprend un polymère comportant un squelette de polyphénylène et une chaîne latérale comportant un groupe sulfonate et une chaîne latérale comportant un groupe hétérocyclique azoté ou analogue.

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