연료전지용 고체상 프로톤 전도체 및 이를 이용한 연료전지 document_id 1020090049915

[청구항 2] 제1항에 있어서,상기 산성기를 갖는 친수성 고분자가 술폰화된인산기함유고분자인것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 3] 제2항에 있어서,상기인산기 함유 고분자가, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물의 중합 생성물 또는 하기 화학식 1a로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [화학식 1]상기식중, x는 비치환된 또는 치환된 c1-c20의 알킬렌기이고, a는 1 내지 10의 정수이고, r1은 수소 또는 c1-c20의 알킬기이고,r2는 수소, 비치환된 또는 치환된 c1-c20의 알킬기, 비치환된 또는 치환된 c1-c20의 하이드록시알킬기 및 비치환된 또는 치환된 c1-c20 하이드록시알킬아미노기로 이루어진 군으로부터 선택되고, [화학식 1a]상기식중, x 및 y는 서로에 관계없이 비치환된 또는 치환된 c1-c20의 알킬렌기이고, a 및 b는 서로에 관계없이 1 내지 10의 정수이고, r1 및 r3은 서로에 관계없이 수소 또는 c1-c20의 알킬기이고,r2는 수소, 비치환된 또는 치환된 c1-c20의 알킬기, 비치환된 또는 치환된 c1-c20의 하이드록시알킬기 및 비치환된 또는 치환된 c1-c20 하이드록시알아미노기로 이루어진군으로부터 선택된다. [청구항 4] 제3항에 있어서,상기 화학식1 또는 1a로 표시되는 화합물이, 하기 화학식 2 내지 화학식 7로 표시되는 화합물중에서 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 연료전지용 고체상 프로톤 전도체.[화학식 2][화학식 3][화학식 4] [화학식 5] 상기식중, n은 2 내지 10의 정수이다. [화학식 6]상기식중, r10 및 r13은 서로에 관계없이 c1- c20의 알킬기이고 r11 및 r12는 사로에 관계없이 수소 또는 c1-c20 알킬기와w 는 서로에 관계없이 1 내지 10의 정수이다. [화학식 7] [청구항 5] 제1항에 있어서,상기 술폰화된 고분자가, 술포네이티드 폴리아릴렌술폰, 과불소화 술폰산기 함유 고분자 및 술포네이티드 폴리에테르 에테르 케톤으로 이루어진 군으로부터 선택된하나이상인것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 6] 제1항에 있어서,상기 술폰화된 고분자가,하기 화학식 8로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 연료전지용 고체상 프로톤 전도체.[화학식 8]상기식중서로 동일하게또는 상이하며, c1-c10의 알킬기, c2-c10 알케닐기, 페닐기, 또는 니트로기이고,p는 0 내지 4의 정수이고,x는 -c(cf3)2-, -c(ch3)2- 또는 -py'(=o)-(y'는 h 또는 c6h5임)이고,m은 na, k, 또는 h이고,m은 0.1 내지 10의 실수이고, n은 0.1 내지 10의 실수이고, k는 5 내지 500의 실수이다. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기 술폰화된 고분자가 하기 화학식 9로 표시되는화합물인것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [화학식 9]상기식중, m은 0.1 내지 4의 실수이고, n은 0.1 내지 4의 실수이고, k는 5 내지 500의 실수이다. [청구항 8] 제1항에 있어서,상기 술폰화된 고분자와, 산성기를 갖는 친수성 고분자 형성용 모노머의 혼합 몰비가, 1:1내지인것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 9] 제1항에 있어서,산 처리가 된 산화물 나노입자 및 산처리가 된 산화물 나노막대중에서 선택된하나이상의첨가제더포함된것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 10] 제9항에 있어서,상기 첨가제가 티타니아(tio2), 실리카(sio2), 주석산화물 (sno2) 중에서 선택된하나이상인것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 11] 제9항에 있어서,상기 첨가제의 함량이,상기 술폰화된 고분자 및 산성기를 갖는 친수성 고분자 형성용 모노머의 총중량 100 중량부에 대하여1내지20중량부인것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 12] 제1항에 있어서,화학식10으로 표시되는 화합물이 더 포함된 것을 특징으로 하는 연료전지용 고체상 프로톤 전도체.[화학식 10]a1-xbxp2o7상기식중 a는 sn, ti, si, ge, pb, zr 및 hf로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이고,b는 in, b, al, ga, sc, yb, y로 이루어진 군선택된하나이고,x는 0.001 내지 0.1이다. [청구항 13] 제12항에 있어서,상기 화학식10으로 표시되는 화합물이 sn0.9in0.1p2o7 또는 sn0.9al0.1p2o7 인 것특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 14] 제12항에 있어서,상기 화학식10으로 표시되는 화합물의 함량이 상기 술폰화된 고분자 및 산성기를 갖는 친수성 고분자 형성용 모노머의 총중량 100 중량부에 대하여1내지30중량부인것을특징으로 하는연료전지용 고체상 프로톤 전도체. [청구항 16] 제15항에 있어서,막이무가습조건이용되는것을특징으로 하는연료전지용 전해질막.