(1) 유기/무기 나노 복합 양성자 교환막
콜롬비아 화학회사가 2003 년 2 월 4 일 발표한 세계 특허 65438 은 술폰산 도체 폴리머 접지탄소 소재를 공개했다. 그 제조 공정은 탄소 재료에 잡원자를 함유한 도체 중합체 단량체의 산화 중합, 술 폰화 접지이다. 이 방법은 또한 폴리머 그라프 트 탄소 재료를 더욱 금속 화 할 수 있습니다. 탄소 함유 물질은 카본 블랙, 흑연, 나노 탄소 또는 풀러렌 등이 될 수 있습니다. 중합체는 폴리아닐린, 폴리피롤 등이다. 양성자 전도율은 8.9× 10-2S/cm (Nafion- 술폰산 폴리아닐린에 의해 측정) 입니다.
국내 특허 중 상당수가 비슷한 방법을 채택하고 있다. 예를 들어 2003 년 6 월 발표된 청화대 중국 특허 CN 1476 1 13 에서 술폰산 측기가 있는 방향잡환 중합체를 용제에 넣어 균일한 혼합물을 만든 다음 무기물을 넣어 공중부양액을 형성한다. 나노 분쇄 기술을 이용하여 공중부양액을 분쇄하고, 분산되고 균일한 풀을 얻고, 유연법제막을 사용한다. 그것이 형성하는 막 구조는 균일하고 상당히 촘촘하다. 항메틸알코올 침투 성능뿐만 아니라 화학적 안정성과 양성자 전도성도 우수하며 메탄올 침투율은 5% 미만이다.
(2) 막 골격의 고분자 재료가 개선되었다.
막과학지' 는 홍콩대가 2005 년 발표한 논문을 발표했다. Nafion 과 폴리푸르 푸릴 알코올은 원래의 산 촉매를 통해 중합된다. 이 재료로 만든 양성자 교환막은 메탄올을 환원하는 유량을 현저히 높였으며, 그 양성자의 전도율은 0.0848S/cm 이다.
중산대는 2004 년 중국에서 공개된 특허 CN 1585 153 에서 직접 알코올 연료 전지를 위한 개조성 하위 교환막의 제비 방법을 소개했다. 시판수지를 원료로 무기 나노재료를 첨가하고 유연법, 압연법, 슬러리도포법, 함침법 등 성막법으로 양성자 교환막을 준비한다.
(3) 필름의 내부 구조 조정
전기화학학보' 지는 2004 년 한국 광주과학기술연구소의 논문을 발표해 향상된 중합체를 양성자 교환막으로 사용하고 술 폰화 폴리스티렌 -b- 폴리 (에틸렌-γ-부텐) -b- 폴리스티렌 * * * 중합체 (SSEBS) 를 선택했다. 현미경으로 관찰한 결과, 나노 구조를 나타내는 이온 통로는 양성자 교환막이 보통보다 더 내성이 있다.
화중과학기술대학은 200 1 발표 및 신청한 중국 발명 특허 CN111085, 두께 H ≤/KLOC- 조리개 n 은 나노 스케일로 선호됩니다. 양성자 교환막의 제비 방법은 먼저 두께 h≤ 1mm 의 금속막에 질서 있는 마이크로구멍을 준비한다. 그런 다음 전기 화학적 방법 또는 기타 수단을 통해 세라믹 멤브레인으로 산화됩니다. 그런 다음 세라믹 멤브레인의 미세 기공을 높은 전도도의 전해질로 채 웁니다. 이 방법은 성막이 쉽고 제조 비용이 낮은 특징을 가지고 있어 양성자 교환막의 작동 온도를 높여 촉매제 중독 문제를 해결할 수 있다.
또한 최근 해외에서 보도된 양성자 교환막을 만드는 몇 가지 방법은 다음과 같습니다.
WO200545976 은 르노사가 2005 년 5 월 19 일 제출한 이온 도체 복합 양성자 교환막에 대한 특허로, 이 특허는 이온 도체 복합막의 제조 방법 (A) 을 A) 전자와 이온 비도체 중합체를 결합하거나, 저융점 소금을 용액 또는 용융 상태에서 최소 두 종류의 중합체와 혼합합니다. B) 실리카 가수 분해 유기 전구체와 결합; C) 적절한 헤테로폴리산 유기 용액과 혼합되어 막, 특히 두께가 5-500 미크론이고 표면이 매끄러운 박막으로 주조되며 이온 도체의 구멍은 나노급이다. 여기서 중합체는 폴리 설폰 및 폴리이 미드 수지입니다. 최종 양성자 전도율은 433k 로 100%RH 에서 테스트할 때 (1.1~ 3.8) ×10/0 에 도달합니다
2005 년 3 월 10 일 발표된 SABANCI University 의 세계 특허 WO20052 1845 는 금속으로 코팅된 나노섬유를 사용하며, 전기 방적 나노섬유의 금속 코팅 공예도 다루고 있다.
표 1 과 표 2 는 각각 최종 연료 전지의 재료, 양성자 전도율 및 성능을 나열합니다.
그러나 현재 새로운 방법에 대한 연구는 아직 성숙하지 않아 약간의 부족한 점이 더 보완되어야 한다. 예를 들어, 무기물을 넣으면 복합막이 바삭바삭하게 굳어지고 성막성이 나빠지기 때문에 복합막에서 유기물과 무기물의 적절한 비율이 특히 중요해지는데, 이는 앞으로의 연구 방향 중 하나이다. 또한 나노 입자를 첨가한 후 나노 입자의 분산, 반응 에너지 제어 등 막의 종합 성능에 대한 연구는 더욱 주목할 만하다.