다공성 지지체 및 이를 포함하는 연료 전지용 고분자 전해질 막

[청구항 2] 제1항에 있어서,상기 작용기는 oh, sh 또는 nh2를포함하는 것인다공성 지지체. [청구항 3] 제1항에 있어서,상기 고분자는 상기 폴리아믹산 또는 상기 폴리이미드로부터 열전환되어 유도되는 것이고, 상기 폴리아믹산 또는 상기 폴리이미드에 포함되는 반복단위의 총량에 대하여, 열전환되는 반복단위의 비율(열전환율)은 10몰% 내지 100몰인 것인다공성 지지체. [청구항 4] 제1항에 있어서,상기 폴리아믹산으로부터 유도되는 고분자 및 상기 폴리이미드로부터 유도되는 고분자는 0.18 내지 0.40의 자유 체적가지는 것인다공성 지지체. [청구항 5] 제1항에 있어서,상기 폴리아믹산으로부터 유도되는 고분자 및 상기 폴리이미드로부터 유도되는 고분자는 xrd 측정에 의한 면간 거리가 550 pm 내지 800 pm의범위에 있는 것인다공성 지지체. [청구항 6] 제1항에 있어서,상기 피코기공은 2개 이상이 서로 연결되어 모래시계 모양형성하는 것인다공성 지지체. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기 피코기공은 양전자 소멸시간 분광분석(positron annihilation lifetime spectroscopy, pals) 측정에 의한 반가폭(full width at half maximum, fwhm)이 10 pm 내지 40 pm의범위에 있는 것인다공성 지지체. [청구항 8] 제1항에 있어서,상기 다공성 지지체는 지지체 총 부피에 대하여 10 부피% 내지 95 부피%의 기공도갖는 것인다공성 지지체. [청구항 9] 제1항에 있어서,상기 다공성 지지체는 10 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께갖는 것인다공성 지지체. [청구항 10] 제1항에 있어서,상기 폴리아믹산은 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리아믹산, 하기 화학식 5 내지 8로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리아믹산 공중합체, 이들의 공중합체 및 이들의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되고,상기 폴리이미드는 하기 화학식 19 내지 22로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리이미드, 하기 화학식 23 내지 26으로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리이미드 공중합체, 이들의 공중합체 및 이들의 블렌드로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 다공성 지지체:[화학식 1][화학식 2][화학식 3][화학식 4][화학식 5][화학식 6][화학식 7][화학식 8][화학식 19][화학식 20][화학식 21][화학식 22][화학식 23][화학식 24][화학식 25][화학식 26]상기 화학식 1 내지 8 및 화학식 19 내지 26에서,ar1은 치환 또는 비치환된 4가의 c6 내지 c24 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 4가의 c4 내지 c24 헤테로 고리기에서 선택되는 방향족 고리기이고, 상기 방향족 고리기는 단독으로 존재하거나; 2개 이상이 서로 접합되어 축합 고리를 형성하거나; 2개 이상이 단일결합, o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2 또는 c(=o)nh의 작용기에 의해 연결되어 있고,ar2는 치환 또는 비치환된 2가의 c6 내지 c24 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 2가의 c4 내지 c24 헤테로 고리기에서 선택되는 방향족 고리기이고, 상기 방향족 고리기는 단독으로 존재하거나; 2개 이상이 서로 접합되어 축합 고리를 형성하거나; 2개 이상이 단일결합, o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2 또는 c(=o)nh의 작용기에 의해 연결되어 있고,q는 o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2, c(=o)nh, c(ch3)(cf3), 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기(여기서 치환된 페닐렌기는 c1 내지 c6 알킬기 또는 c1 내지 c6 할로알킬기로 치환된다)이고, 이때 상기 q는 양쪽 방향족 고리와 m-m, m-p, p-m, 또는 p-p 위치로 연결되고,y는 각각의 반복단위에서 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 oh, sh 또는 nh2이고,n은 20≤n≤200을 만족하는 정수이고,m은 10≤m≤400을 만족하는 정수만족하는정수이다. [청구항 11] 제10항에 있어서,상기ar1은 하기 식으로 표시된 것 중에서 선택되는 것인 다공성 지지체:상기 식에서,x1, x2, x3 및 x4는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2, 또는 c(=o)nh이고,w1 및 w2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, 또는 c(=o)이고,z1은 o, s, cr100r101 또는 nr102이고, 여기서 r100, r101 및 r102는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이고,z2 및 z3는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 n 또는 cr103(여기서, r103은 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이다)이나 동시에 cr103은 아니고,r1 내지 r42는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환비치환된c1 내지 c10 지방족 유기기이고,k1 내지 k3, k8 내지 k14, k24 및 k25는 0 내지 2의 정수이고,k5, k15, k16, k19, k21 및 k23은 0 또는 1의 정수이고, k4, k6, k7, k17, k18, k20, k22, k26 내지 k29, k31, k34 내지 k36, k38, k39 및 k42는 0 내지 3의 정수이고,k30, k37, k40 및 k41은 0 내지 4의 정수이고,k32 및 k33은 0 내지 5의 정수이다. [청구항 12] 제11항에 있어서,상기ar1은 하기 식으로 표시된 것 중선택되는 것인다공성 지지체: [청구항 13] 제10항에 있어서,상기ar2는 하기 식으로 표시된 것 중에서 선택되는 것인 다공성 지지체:상기 식에서,x1, x2, x3 및 x4는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2, 또는 c(=o)nh이고,w1 및 w2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, 또는 c(=o)이고,z1은 o, s, cr100r101 또는 nr102이고, 여기서 r100, r101 및 r102는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이고,z2 및 z3는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 n 또는 cr103(여기서, r103은 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이다)이나 동시에 cr103은 아니고,r43 내지 r89는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 치환비치환된c1 내지 c10 지방족 유기기, 또는 금속 술포네이트기이고,k43, k49, k64 내지 k68, k72 내지 k76, 및 k82 내지 k89는 0 내지 4의 정수이고,k44 내지 k46, k48, k51, k54, k55, k57, k58, k61 및 k63은 0 내지 3의 정수이고,k47, k52, k53, k56, k59, k60, k62, k70, k78, k80 및 k81은 0 내지 2의 정수이고,k50은 0 또는 1의 정수이고,k69, k71, k77 및 k79는 0 내지 5의 정수이다. [청구항 14] 제13항에 있어서,상기ar2는 하기 식으로 표시된 것 중선택되는 것인다공성 지지체:상기 식에서, m 은 금속이고, 상기 금속은 나트륨, 칼륨, 리튬, 이들의 합금 또는 이들의 조합이다. [청구항 15] 제10항에 있어서,상기q는 c(ch3)2, c(cf3)2, o, s, s(=o)2 또는 c(=o) 중선택된 것인다공성 지지체. [청구항 16] 제10항에 있어서,상기ar1은 하기 화학식 a1 내지 a8 중 어느 하나로 표시되는 작용기이고, 상기 ar2는 하기 화학식 b1 내지 b11 중 어느 하나로 표시되는 작용기이고, 상기인 것인다공성 지지체:[화학식 a1] [화학식 a2] [화학식 a3] [화학식 a4] [화학식 a5] [화학식 a6] [화학식 a7] [화학식 a8] [화학식 b1] [화학식 b2] [화학식 b3] [화학식 b4] [화학식 b5] [화학식 b6] [화학식 b7] [화학식 b8] [화학식 b9] [화학식 b10] [화학식 b11] . [청구항 17] 제10항에 있어서,상기 화학식 1 내지4로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리아믹산의 공중합체에서의 각 반복단위 사이의 몰비, 상기 화학식 5 내지 8에서 m:l의 몰비, 상기 화학식 19 내지 22로 표시되는 반복단위를 포함하는 폴리이미드의 공중합체에서의 각 반복단위 사이의 몰비 또는 상기 화학식 23 내지 26에서 m:l의 몰비는 0.1:9.9 내지인 것인다공성 지지체. [청구항 18] 제1항에 있어서,상기 폴리아믹산으로부터 유도되는 고분자 및 상기 폴리이미드로부터 유도되는 고분자는 하기 화학식 37 내지 50 중 어느 하나로 표시되는 반복단위를 포함하는 고분자 또는 이들의 공중합체를 포함하는 것인 다공성 지지체:[화학식 37][화학식 38][화학식 39][화학식 40][화학식 41][화학식 42][화학식 43][화학식 44][화학식 45][화학식 46][화학식 47][화학식 48][화학식 49][화학식 50]상기 화학식 37 내지 50에서,ar1은 치환 또는 비치환된 4가의 c6 내지 c24 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 4가의 c4 내지 c24 헤테로 고리기에서 선택되는 방향족 고리기이고, 상기 방향족 고리기는 단독으로 존재하거나; 2개 이상이 서로 접합되어 축합 고리를 형성하거나; 2개 이상이 단일결합, o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2 또는 c(=o)nh의 작용기에 의해 연결되어 있고,ar1' 및 ar2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 2가의 c6 내지 c24 아릴렌기 및 치환 또는 비치환된 2가의 c4 내지 c24 헤테로 고리기에서 선택되는 방향족 고리기이고, 상기 방향족 고리기는 단독으로 존재하거나; 2개 이상이 서로 접합되어 축합 고리를 형성하거나; 2개 이상이 단일결합, o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2 또는 c(=o)nh의 작용기에 의해 연결되어 있고,q는 o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2, c(=o)nh, c(ch3)(cf3), 또는 치환 또는 비치환된 페닐렌기(여기서 치환된 페닐렌기는 c1 내지 c6 알킬기 또는 c1 내지 c6 할로알킬기로 치환된다)이고, 이때 상기 q는 양쪽 방향족 고리와 m-m, m-p, p-m, 또는 p-p 위치로 연결되고,y''는 o 또는 s이고,n은 20≤n≤200을 만족하는 정수이고,m은 10≤m≤400을 만족하는 정수만족하는정수이다. [청구항 19] 제18항에 있어서,상기ar1은 하기 식으로 표시된 것 중에서 선택되는 것인 다공성 지지체:상기 식에서,x1, x2, x3 및 x4는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2, 또는 c(=o)nh이고,w1 및 w2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, 또는 c(=o)이고,z1은 o, s, cr100r101 또는 nr102이고, 여기서 r100, r101 및 r102는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이고,z2 및 z3는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 n 또는 cr103(여기서, r103은 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이다)이나 동시에 cr103은 아니고,r1 내지 r42는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 또는 치환비치환된c1 내지 c10 지방족 유기기이고,k1 내지 k3, k8 내지 k14, k24 및 k25는 0 내지 2의 정수이고,k5, k15, k16, k19, k21 및 k23은 0 또는 1의 정수이고, k4, k6, k7, k17, k18, k20, k22, k26 내지 k29, k31, k34 내지 k36, k38, k39 및 k42는 0 내지 3의 정수이고,k30, k37, k40 및 k41은 0 내지 4의 정수이고,k32 및 k33은 0 내지 5의 정수이다. [청구항 20] 제19항에 있어서,상기ar1은 하기 식으로 표시된 것 중선택되는 것인다공성 지지체: [청구항 21] 제18항에 있어서,상기ar1' 및 ar2는 하기 식으로 표시된 것 중에서 선택되는 것인 다공성 지지체:상기 식에서,x1, x2, x3 및 x4는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, c(=o), ch(oh), s(=o)2, si(ch3)2, (ch2)p(여기서, 1≤p≤10), (cf2)q(여기서, 1≤q≤10), c(ch3)2, c(cf3)2, 또는 c(=o)nh이고,w1 및 w2는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 o, s, 또는 c(=o)이고,z1은 o, s, cr100r101 또는 nr102이고, 여기서 r100, r101 및 r102는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이고,z2 및 z3는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 n 또는 cr103(여기서, r103은 수소 또는 c1 내지 c5 알킬기이다)이나 동시에 cr103은 아니고,r43 내지 r89는 동일하거나 서로 상이하며 각각 독립적으로 수소, 치환비치환된c1 내지 c10 지방족 유기기, 또는 금속 술포네이트기이고,k43, k49, k64 내지 k68, k72 내지 k76, 및 k82 내지 k89는 0 내지 4의 정수이고,k44 내지 k46, k48, k51, k54, k55, k57, k58, k61 및 k63은 0 내지 3의 정수이고,k47, k52, k53, k56, k59, k60, k62, k70, k78, k80 및 k81은 0 내지 2의 정수이고,k50은 0 또는 1의 정수이고,k69, k71, k77 및 k79는 0 내지 5의 정수이다. [청구항 22] 제21항에 있어서,상기ar1' 및 ar2는 하기 식으로 표시된 것 중선택되는 것인다공성 지지체:상기 식에서, m 은 금속이고, 상기 금속은 나트륨, 칼륨, 리튬, 이들의 합금 또는 이들의 조합이다. [청구항 23] 제18항에 있어서,상기q는 c(ch3)2, c(cf3)2, o, s, s(=o)2 또는 c(=o) 중선택된 것인다공성 지지체. [청구항 24] 제18항에 있어서,상기ar1은 하기 화학식 a1 내지 a8 중 어느 하나로 표시되는 작용기이고, 상기 ar1'는 하기 화학식 c1 내지 c8 중 어느 하나로 표시되는 작용기이고, 상기 ar2는 하기 화학식 b1 내지 b11 중 어느 하나로 표시되는 작용기이고, 상기인 것인다공성 지지체:[화학식 a1] [화학식 a2] [화학식 a3] [화학식 a4] [화학식 a5] [화학식 a6] [화학식 a7] [화학식 a8] [화학식 b1] [화학식 b2] [화학식 b3] [화학식 b4] [화학식 b5] [화학식 b6] [화학식 b7] [화학식 b8] [화학식 b9] [화학식 b10] [화학식 b11] [화학식 c1] [화학식 c2] [화학식 c3] [화학식 c4] [화학식 c5] [화학식 c6] [화학식 c7] [화학식 c8] . [청구항 25] 제1항에 있어서,상기 다공성 지지체는 상기 피코기공을 가지는 고분자를 포함하는 섬유를 포함하고,상기섬유랜덤하게배열되어 있는 것인다공성 지지체. [청구항 26] 제1항에 있어서,상기 다공성 지지체는 상기 피코기공을 가지는 고분자를 포함하는 섬유를 포함하고, 상기 섬유는 일방향배열되어 있는 것인다공성 지지체. [청구항 28] 제27항에 있어서,상기 양이온 교환 수지는 술폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는양이온 교환기포함하는고분자인 것인연료 전지용 고분자 전해질 막. [청구항 29] 제27항에 있어서,상기 다공성 지지체와 상기 양이온 교환 수지는 99:1 내지 10:90의 중량비로포함하는 것인연료 전지용 고분자 전해질 막. [청구항 30] 제27항에 있어서,상기 연료 전지용 고분자 전해질막은 20 ㎛ 내지 300 ㎛의 두께갖는 것인연료 전지용 고분자 전해질 막. [청구항 32] 제31항에 있어서,상기 산은 술폰산, 카르복실산, 인산, 포스포닌산 및 이들의 유도체로 이루어진 군선택되는 것인연료 전지용 고분자 전해질 막. [청구항 35] 제34항에 있어서,상기 다공성 지지체 형성용 조성물 총량에 대하여, 상기 폴리아믹산 또는 상기 폴리이미드를 1 내지 40 중량%, 그리고 상기 유기 용매를 60 내지 99 중량포함하는 것인다공성 지지체 형성용 조성물. [청구항 36] 제34항에 있어서,상기 다공성 지지체 형성용 조성물은물; 메탄올, 에탄올, 2-메틸-1-부탄올, 2-메틸-2-부탄올, 글리세롤, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 및 프로필렌글리콜로 이루어진 군에서 선택된 알코올; 아세톤 및 메틸에틸 케톤으로 이루어진 군에서 선택된 케톤; 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리아크릴아마이드, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 키토산, 키틴, 덱스트란 및 폴리비닐피롤리돈으로 이루어진 군에서 선택된 고분자 화합물; 테트라하이드로퓨란; 트리클로로에탄; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 보조제더 포함하는 것인다공성 지지체 형성용 조성물. [청구항 37] 제36항에 있어서,상기 보조제를 포함하는 다공성 지지체 형성용 조성물 총량에 대하여, 상기 폴리아믹산 또는 상기 폴리이미드를 1 내지 40 중량%, 상기 유기 용매를 10 내지 95 중량% 및 상기 보조제를 4 내지 70 중량포함하는 것인다공성 지지체 형성용 조성물. [청구항 38] 제34항에 있어서,상기 폴리아믹산 및 상기 폴리이미드는 각각 10,000 g/mol 내지 500,000 g/mol의 중량평균 분자량가지는 것인다공성 지지체 형성용 조성물. [청구항 39] 제34항에 있어서,상기 다공성 지지체 형성용 조성물은 0.01 pa·s 내지 100 pa·s의 점도가지는 것인다공성 지지체 형성용 조성물.