KR100612302B1 - 고체 고분자형 연료전지용 접착제 조성물 및 이로부터제조되는 연료전지 - Google Patents
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Abstract
Description
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- 하기 화학식 1로 표시되며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 에폭사이드계 화합물 및 하식 화학식 4의 모노머의 중합체이며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 페놀계 수지 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 고체 고분자형 연료 전지용 접착제 조성물:[화학식 1]상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고; A1 내지 A3는 각각 독립적으로 방향족기 또는 적어도 하나 이상의 수소가 카르복실기(COOH), 설폰산기(SO3H), 히드록시기(OH) 및 인산기로 이루어진 군에서 선택되는 수소 이온 전도성 관능기로 치환된 방향족기이고, A1 내지 A3중 적어도 하나는 상기 수소 이온 전도성 관능기로 치환된 방향족기이고; n은 0 내지 30의 범위에 있고; a와 b는 0 내지 3의 범위에 있음,[화학식 4]상기 식에서 X5 및 X6는 각각 독립적으로 카르복실기(COOH), 설폰산기(SO3H), 히드록시기(OH) 및 인산기로 이루어진 군에서 선택되는 수소 이온 전도성 관능기이고, 단 어느 하나는 반드시 히드록시기이며, k는 2 내지 4의 범위에 있음.
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- 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 수소 이온 전도성 관능기를 포함하는 에폭사이드계 화합물; 및 가교제, 산 촉매, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 것인 접착제 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 가교제는 아민 또는 무수물인 접착제 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 아민은 4,4'-디아미노페닐메탄, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 접착제 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 무수물은 말레익산 무수물, 프탈산 무수물 및 이들의혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 접착제 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 산 촉매는 BF3, SbCl5 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 접착제 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 가교제 또는 산촉매는 상기 에폭사이드계 화합물 100 중량부에 대하여 3 내지 5 중량부로 존재하는 것인 접착제 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 수소 이온 전도성 관능기를 포함하는 페놀계 수지 화합물; 및 산 촉매를 포함하는 것인 접착제 조성물.
- 제13항에 있어서, 상기 산촉매는 BF3, SbCl5 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 접착제 조성물.
- 제13항에 있어서, 상기 산촉매는 상기 폐놀계 수지 화합물 100 중량부에 대하여 3 내지 5 중량부로 존재하는 것인 접착제 조성물.
- 고분자 전해질막; 및상기 고분자 전해질막의 양면에 위치하며 고분자 전해질막과 접촉하는 일면에 촉매층이 형성된 애노드와 캐소드 전극을 포함하고,상기 고분자 전해질막과 촉매층의 계면이 하기 화학식 1로 표시되며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 에폭사이드계 화합물 및 하기 화학식 4의 모노머의 중합체이며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 페놀계 수지 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 접착제 조성물로 접착된 막-전극 접합체:[화학식 1]상기 식에서 R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 및 아릴기로 이루어진 군에서 선택되고; A1 내지 A3는 각각 독립적으로 방향족기 또는 적어도 하나 이상의 수소가 카르복실기(COOH), 설폰산기(SO3H), 히드록시기(OH) 및 인산기로 이루어진 군에서 선택되는 수소 이온 전도성 관능기로 치환된 방향족기이고, A1 내지 A3중 적어도 하나는 상기 수소 이온 전도성 관능기로 치환된 방향족기이고; n은 0 내지 30의 범위에 있고; a와 b는 0 내지 3의 범위에 있음,[화학식 4]상기 식에서 X5 및 X6는 각각 독립적으로 카르복실기(COOH), 설폰산기(SO3H), 히드록시기(OH) 및 인산기로 이루어진 군에서 선택되는 수소 이온 전도성 관능기이고, 단 어느 하나는 반드시 히드록시기이며, k는 2 내지 4의 범위에 있음.
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- 제16항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 수소 이온 전도성 관능기를 포함하는 에폭사이드계 화합물; 및 가교제, 산 촉매, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 포함하는 것인 막-전극 접합체.
- 제22항에 있어서, 상기 가교제는 아민 또는 무수물인 막-전극 접합체.
- 제23항에 있어서, 상기 아민은 4,4'-디아미노페닐메탄, 디에틸렌 트리아민, 트리에틸렌 테트라아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 막-전극 접합체.
- 제23항에 있어서, 상기 무수물은 말레익산 무수물, 프탈산 무수물 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 막-전극 접합체.
- 제22항에 있어서, 상기 산 촉매는 BF3, SbCl5 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 막-전극 접합체.
- 제22항에 있어서, 상기 가교제 또는 산촉매는 상기 에폭사이드계 화합물 100 중량부에 대하여 3 내지 5 중량부로 존재하는 것인 막-전극 접합체.
- 제16항에 있어서, 상기 접착제 조성물은 수소 이온 전도성 관능기를 포함하는 페놀계 수지 화합물; 및 산 촉매를 포함하는 것인 막-전극 접합체.
- 제28항에 있어서, 상기 산촉매는 BF3, SbCl5 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것인 막-전극 접합체.
- 제28항에 있어서, 상기 산촉매는 상기 폐놀계 수지 화합물 100 중량부에 대하여 3 내지 5 중량부로 존재하는 것인 막-전극 접합체.
- 제16항 및 제19항 내지 제30항중 어느 하나의 항에 따른 막-전극 접합체; 및상기 막-전극 접합체의 양면에 위치하는 바이폴러 플레이트를 포함하는 연료전지.
- 제16항 및 제19항 내지 제30항중 어느 하나의 항에 따른 막-전극 접합체; 및상기 막-전극 접합체의 양면에 위치하는 바이폴러 플레이트를 포함하고,상기 막-전극 접합체의 고분자 전해질 막과 바이폴러 플레이트의 계면이 상기 화학식 1로 표시되며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 에폭사이드계 화합물 및 상기 화학식 4의 모노머의 중합체이며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 페놀계 수지 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 접착제 조성물로 밀봉된 연료전지.
- 제16항 및 제19항 내지 제30항중 어느 하나의 항에 따른 막-전극 접합체;상기 막-전극 접합체의 양면에 위치하는 바이폴러 플레이트; 및상기 막-전극 접합체와 바이폴러 플레이트 사이에 가장자리 부분에 개재된 가스켓을 포함하고,상기 전해질막과 가스켓 및 가스켓과 바이폴러 플레이트의 계면이 상기 화학식 1로 표시되며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 에폭사이드계 화합물 및 상기 화학식 4의 모노머의 중합체이며, 수소 이온 전도성 관능기를 가지는 페놀계 수지 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 접착제 조성물로 밀봉된 연료전지.
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