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고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료, 전해질막 및막전극 접합체

uuid
2ccba646-142c-52b7-b337-c2bec3cc5f57
출원번호
1020067019992
출원연도
2005
IPC
C07C 309/81
분류
화학(C섹션)
문맥 (context)
[청구항 1] 라디칼 중합 반응성을 갖는 불소 함유 모노머에 기초하는 반복 단위를 함유하는 폴리머로 이루어지고, 그 반복 단위는 적어도 1 개의 탄소 원자가 상기 폴리머의 주사슬에 함유되는 5 원자 고리 (1 또는 2 개의 산소 원자를 갖고 있어도 된다) 과, 그 5 원자 고리에 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 퍼플루오로알킬렌기를 통하여 결합되거나 또는 상기 5 원자 고리에 직접 결합되어 있는 이온성기를 함유하고, 상기 이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되고 (r f 는, 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우 g = 1 이며, x 가 탄소 원자인 경우 g = 2 이다), 상기 폴리머의 연화 온도가 120℃ 이상인 것을 특징으로 하는 고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료 [청구항 2] 제 1 항에 있어서,상기 폴리머가 퍼플루오폴리머인고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 3] 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,상기 폴리머는 테트라플루오로에틸렌에 기초하는 반복 단위를 함유하는 공중합체인고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 4] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 5 원자 고리는 1,3-디옥소고리인고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 5] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 5 원자 고리를 함유하는 불소 함유 모노머에 기초하는 반복 단위는 식 (a) 로 표시되는 (다만, qa 는 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 탄소 사슬 길이 1 ∼ 6 의 퍼플루오로알킬렌기이고, ra1 ∼ ra5 는 각각 독립적으로 퍼플루오로알킬기 또는 불소 원자이고, a 는 0 또는 1 이고, rf 는 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인경우가탄소 원자인경우 g = 2 이다) 고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 6] 제 5 항에 있어서,식(a) 에 있어서, ra4 및 ra5 가모두 불소 원자인고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 7] 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 5 원자 고리를 함유하는 불소 함유 모노머에 기초하는 반복 단위는 식 (b) 로 표시되는 (다만, qb 는 직쇄 또는 분기 구조를 갖는 탄소 사슬 길이 1 ∼ 6 의 퍼플루오로알킬렌기이고, rb1 ∼ rb3 은 각각 독립적으로 퍼플루오로알킬기 또는 불소 원자이고, b 는 0 또는 1 이고, rf 는 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우탄소 원자인경우 g = 2 이다) 고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 8] 제 7 항에 있어서,식(b) 에 있어서, rb1 및 rb2 가모두 불소 원자인고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 9] 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 5 원자 고리를 함유하는 불소 함유 모노머에 기초하는 반복 단위는 상기 폴리머 중의 전체 반복 단위의 5 ∼ 50 몰함유되는고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 10] 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 폴리머의 동적 점탄성의 측정에 의해 얻어지는,저장탄성률가되는온도 t2 와 손실 탄성률의 피크 온도 t1 과의 차 △t = t2 - t1 이 40 ∼ 150℃ 인 고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료. [청구항 13] 제 12 항에 있어서,세륨 및 망간으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상의 원자함유하는고체 고분자형 연료 전지용 전해질막. [청구항 14] 제 13 항에 있어서,세륨 이온 및 망간 이온으로 이루어지는 군에서 선택되는 1 종 이상함유하는고체 고분자형 연료 전지용 전해질막.
지시문 (instruction)
주어진 본문을 읽고 관련 정보를 분석하여 질문에 답하라.
질문 (question)
고체 고분자형 연료 전지용 전해질 재료에서, 폴리머의 주사슬에 함유되는 5 원자 고리에 결합된 이온성기의 구조적 특징과 해당 이온성기를 구성하는 원자 x의 종류에 따른 g 값의 관계는 무엇인가?
추론 과정 (compact_reasoning)
  1. 1과제 해석task_interpretation

    이온성기의 구조적 특징과 원자 x의 종류에 따른 g 값의 상관관계를 파악하는 것이 과제이다.

  2. 2정보 추출information_extraction

    이온성기의 화학식 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 와 x의 종류(산소, 질소, 탄소) 및 그에 따른 g 값을 추출한다.

    • 상기 이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되고 (r f 는, 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우 g = 1 이며, x 가 탄소 원자인 경우 g = 2 이다)
  3. 3근거 선택evidence_selection

    이온성기의 구조를 정의하는 식과 x의 종류별 g 값의 대응 관계가 명시된 구절을 선택한다.

    • 상기 이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되고 (r f 는, 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우 g = 1 이며, x 가 탄소 원자인 경우 g = 2 이다)
  4. 4논리 통합logical_integration

    이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 구조를 가지며, x가 산소일 때 g=0, 질소일 때 g=1, 탄소일 때 g=2라는 규칙성을 통합한다.

    • 상기 이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되고 (r f 는, 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우 g = 1 이며, x 가 탄소 원자인 경우 g = 2 이다)
  5. 5결론 도출conclusion_formulation

    질문에 따라 이온성기의 구조식과 x의 종류에 따른 g 값의 관계를 정리한다.

    • 상기 이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되고 (r f 는, 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우 g = 1 이며, x 가 탄소 원자인 경우 g = 2 이다)
  6. 6답변 생성answer_generation

    최종 답변 형식을 갖추어 구조적 특징과 g 값의 관계를 기술한다.

    • 상기 이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되고 (r f 는, 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우 g = 1 이며, x 가 탄소 원자인 경우 g = 2 이다)
근거 (evidence)
  • 상기 이온성기는 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되고 (r f 는, 에테르성 산소 원자를 함유하고 있어도 되는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이고, x 는 산소 원자, 질소 원자 또는 탄소 원자로서, x 가 산소 원자인 경우 g = 0 이고, x 가 질소 원자인 경우 g = 1 이며, x 가 탄소 원자인 경우 g = 2 이다)
최종 답변 (final_answer)
이온성기의 구조적 특징은 -(so 2 x(so 2 r f ) g ) - h + 로 표시되며, 여기서 rf는 에테르성 산소 원자를 함유할 수 있는 직쇄 또는 분기의 퍼플루오로알킬기이다. 이온성기를 구성하는 원자 x의 종류에 따른 g 값의 관계는 다음과 같다. - x가 산소 원자인 경우: g = 0 - x가 질소 원자인 경우: g = 1 - x가 탄소 원자인 경우: g = 2
핵심 해석 (core_interpretation)
본 발명은 연료 전지용 전해질 재료의 폴리머 주사슬에 결합된 이온성기의 화학적 구조와, 구성 원자 x의 종류에 따라 결정되는 반복 단위 수(g)의 상관관계를 정의하고 있다.