연료전지용 전해질막, 연료전지용 전극 및 이를 채용한 연료전지 document_id 1020120093298

[청구항 2] 제1항에 있어서,상기 고분자가 탄화수소계 고분자, 불소계 고분자 및 술폰화 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전해질막. [청구항 3] 제 1항에 있어서,상기 고분자가 탄화수소계 고분자이고,,상기 탄화수소계 고분자가 10:90 내지 50:50 중량비의 방향족 비닐계 반복단위와 지방족 비닐계 반복단위갖는연료전지용 전해질막. [청구항 4] 제3항에 있어서,상기 방향족 비닐계 반복단위가, 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위인 연료전지용 전해질막.[화학식 1]상기 화학식 1중 r1은 수소, 치환된 또는 비치환된 c1-c10 알킬기, 치환된 또는 비치환된 c6-c20 아릴기중에서 선택되고,r2 내지 r4는 서로 독립적으로 수소 원자, 수소, 치환된 또는 비치환된 c1-c10 알킬기, 치환된 또는 비치환된 c6-c20아릴기치환된비치환된c4-c20 탄소고리기중에서 선택된다. [청구항 5] 제1항에 있어서,상기 고분자가 스티렌-알킬렌-스티렌 공중합체, 폴리 아릴렌에테르 술폰, 폴리페닐술폰, 폴리술폰, 폴리에테르에테르케톤 및 폴리이미드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전해질막. [청구항 6] 제1항에 있어서,상기 고분자가 하기 화학식 2로 표시되는 스티렌-알킬렌-스티렌 공중합체인 연료전지용 전해질막.[화학식 2]상기 화학식 2중, r1 및 r2은 수소, 치환된 또는 비치환된 c1-c10 알킬기, 치환된 또는 비치환된 c6-c20 아릴기중선택되고,y는 -so3h, -po3h, -nh2, 또는 -cooh이고,a 및 d 는 5 내지 15몰%이고, b와 c의 총합은 70 내지 85 몰%이고, c는 5 내지 15 몰%이고, 단, b와 c는 동시에 0은 아니며, n은 중합도로서 5 내지 500의 실수이다. [청구항 7] 제1항에 있어서,상기 고분자가 하기 화학식 3으로 표시되는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 연료전지용 전해질막.[화학식 3]상기 화학식 3중, r1 및 r2은 서로 독립적으로 수소, 치환된 또는 비치환된 c1-c10 알킬기, 치환된 또는 비치환된 c6-c20 아릴기중선택되고,y는 -so3h, -po3h, -nh2, 또는 -cooh이고,a는 5 내지 15몰%이고, b와 c의 총합은 70 내지 85 몰%이고, d는 5 내지 15 몰%이고, 단, b와 c는 동시에 0은 아니며, n은 중합도로서 5 내지 500의 실수이다. [청구항 8] 제1항에 있어서,상기 고분자가 이온 전도성 작용기갖는연료전지용 전해질막. [청구항 9] 제8항에 있어서,상기 이온 전도성 작용기가 술폰산기, 인산기, 아미노기, 아민기, 및 카르복실기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전해질막. [청구항 10] 제1항에 있어서,상기 고분자의 함량은 전해질막 총중량100 중량부를기준으로 하여 5 내지 99 중량부인 연료전지용 전해질막. [청구항 11] 제1항에 있어서,막의 두께가 15 내지인연료전지용 전해질막. [청구항 12] 제1항에 있어서,상기 무기 이온 전도체가 입방체(cubic) 또는 유사입방체(pseudo-cubic) 결정 구조갖는전해질막. [청구항 13] 제1항에 있어서,상기 무기 이온 전도체가 mp2o7 (m은 4가 금속 원소임) 결정상갖는연료전지용 전해질막. [청구항 14] 제1항에 있어서,상기 산화수3가 금속 원소가 알루미늄(al), 철(fe), 갈륨(ga), 이트륨(y), 인듐(in), 안티몬(sb), 비스무스(bi), 란탄(la), 네오디뮴(nd) 및 사마륨(sm)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전해질막. [청구항 15] 제1항에 있어서,상기 산화수5가 금속 원소가,안티몬(sb), 나이오븀(nb), 비스무스(bi), 바나듐(v) 및 탄탈륨(ta)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전해질막. [청구항 16] 제1항에 있어서,상기 무기 이온 전도체가 하기 화학식표시되는연료전지용 전해질막.[화학식 4]a0.5-xb0.5-yp2o7상기 화학식 4중 a는 산화수 3가의 금속 원소이고,상기 b는 산화수 5가의 금속 원소이고, x는 0 내지 0.45의 수이고,y는 0 내지 0.45의 수이다. [청구항 18] 제16항에 있어서,상기 산화수3가 금속 원소가 알루미늄(al), 철(fe), 갈륨(ga), 이트륨(y), 인듐(in), 안티몬(sb), 비스무스(bi), 란탄(la), 네오디뮴(nd) 및 사마륨(sm)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 상기 산화수 5가 금속 원소가 안티몬(sb), 나이오븀(nb), 비스무스(bi), 바나듐(v) 및 탄탈륨(ta)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전해질막. [청구항 20] 제1항에 있어서,프로톤 전도체가더 포함된연료전지용 전해질막. [청구항 22] 제21항에 있어서,상기 고분자가 이온 전도성 작용기갖는연료전지용 전극. [청구항 23] 제21항에 있어서,상기 고분자가 탄화수소계 고분자, 불소계 고분자 및 술폰화 고분자로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전극. [청구항 24] 제21항에 있어서,상기 고분자가 하기 화학식 2로 표시되는 스티렌-알킬렌-스티렌 공중합체인 연료전지용 전극.[화학식 2]상기 화학식 2중, r1 및 r2은 수소, 치환된 또는 비치환된 c1-c10 알킬기, 치환된 또는 비치환된 c6-c20 아릴기중선택되고,y는 -so3h, -po3h, -nh2, 또는 -cooh이고,a 및 d 는 5 내지 15몰%이고, b와 c의 총합은 70 내지 85 몰%이고, c는 5 내지 15 몰%이고, 단, b와 c는 동시에 0은 아니며, n은 중합도로서 5 내지 500의 실수이다. [청구항 25] 제21항에 있어서,상기 고분자가 하기 화학식 3으로 표시되는 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌 블록 공중합체인 연료전지용 전극.[화학식 3]상기 화학식 3중, r1 및 r2은 서로 독립적으로 수소, 치환된 또는 비치환된 c1-c10 알킬기, 치환된 또는 비치환된 c6-c20 아릴기중선택되고,y는 -so3h, -po3h, -nh2, 또는 -cooh이고,a는 5 내지 15몰%이고, b와 c의 총합은 70 내지 85 몰%이고, d는 5 내지 15 몰%이고, 단, b와 c는 동시에 0은 아니며, n은 중합도로서 5 내지 500의 실수이다. [청구항 26] 제21항에 있어서,상기 무기 이온 전도체의 함량은 고분자100 중량부를기준으로 하여 5 내지 95 중량부인 연료전지용 전극. [청구항 27] 제21항에 있어서,상기 산화수3가 금속 원소가 알루미늄(al), 철(fe), 갈륨(ga), 이트륨(y), 인듐(in), 안티몬(sb), 비스무스(bi), 란탄(la), 네오디뮴(nd) 및 사마륨(sm)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이고, 상기 산화수 5가 금속 원소가 안티몬(sb), 나이오븀(nb), 비스무스(bi), 바나듐(v) 및 탄탈륨(ta)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나이상인연료전지용 전극. [청구항 28] 제21항에 있어서,상기 무기 이온 전도체가 하기 화학식표시되는연료전지용 전극.[화학식 4]a0.5-xb0.5-yp2o7상기 화학식 4중 a는 산화수 3가의 금속 원소이고,상기 b는 산화수 5가의 금속 원소이고, x는 0 내지 0.45의 수이고,y는 0 내지 0.45의 수이다. [청구항 30] 제21항에 있어서,바인더를더 포함하는연료전지용 전극.