具有改善的离子传导性的电解质膜及其制造方法与流程

技术特征：
1.一种电解质膜，其包括：离子输送层，所述离子输送层包括具有质子传导性的离聚物；以及催化剂，所述催化剂分散在离子输送层中，其中，所述催化剂包括：载体，所述载体包括壳、内部空间、和一个或更多个孔，所述壳构造成具有预定的形状和尺寸，所述孔构造成允许内部空间通过其与外部连通；和负载在所述载体上的金属。2.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述离聚物包括全氟化磺酸离聚物。3.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述内部空间填充有离聚物。4.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述壳包括选自以下的一种或更多种：碳、二氧化硅、沸石、和一种或更多种选自4b族元素、5b族元素、6b族元素、7b族元素和8b族元素的过渡金属或它们的氧化物或碳化物。5.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述载体具有10m2/g或更大的比表面积。6.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述内部空间具有2nm或更大的尺寸。7.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述金属包括选自铂、锇、铱、金、钯、银、镁、铜、镍、钴、钛和铁中的一种或更多种。8.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述催化剂包括通过将包括载体和金属的初级粒子附聚而形成的次级粒子。9.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述催化剂形成为粒子、薄片及其组合。10.根据权利要求1所述的电解质膜，其中，所述电解质膜中催化剂的含量为0.005mg/cm2至1.00mg/cm2。11.根据权利要求1所述的电解质膜，其进一步包括分散在所述离子输送层中的抗氧化剂，其中，所述抗氧化剂包括选自基于铈的抗氧化剂和基于锰的抗氧化剂及其组合中的一种或更多种。12.根据权利要求1所述的电解质膜，其进一步包括浸渍有离聚物的增强层，其中，所述离子输送层设置在增强层的至少一个表面上。13.根据权利要求12所述的电解质膜，其中，所述离子输送层设置在所述增强层的两个表面中的每一个表面上，并且所述催化剂分散在设置在所述增强层的表面上的至少一个离子输送层中。14.根据权利要求12所述的电解质膜，其中，所述离子输送层设置为多层，并且所述催化剂分散在至少一个所述离子输送层中。15.一种用于制造电解质膜的方法，所述方法包括：制备包括催化剂和离聚物的溶液；然后通过施加该溶液来形成离子输送层，其中，所述催化剂包括：载体，所述载体包括壳、内部空间、和一个或更多个孔，所述壳构造成具有预定的形状和尺寸，所述孔构造成允许内部空间通过其与外部连通；和负载在所述载体上的金属。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述催化剂包括通过将包括载体和金属的初级粒子附聚而形成的次级粒子。17.根据权利要求15所述的方法，其中，所述内部空间具有2nm或更大的尺寸。18.根据权利要求15所述的方法，其中，制备溶液包括：将催化剂与离聚物混合；通过干燥催化剂和离聚物的混合物来制备催化剂复合物粉末以使内部空间填充有离聚物；然后通过将所述催化剂复合物粉末与离聚物一起放入溶剂中来制备溶液。19.根据权利要求15所述的方法，其中，所述溶液进一步包括抗氧化剂，所述抗氧化剂包括选自基于铈的抗氧化剂和基于锰的抗氧化剂中的一种或更多种。20.根据权利要求15所述的方法，其中，通过将溶液施加到浸渍有离聚物的增强层的至少一个表面上来形成离子输送层。

技术总结
本发明公开了一种具有改善的离子传导性的电解质膜及其制造方法。所述电解质膜包括离子输送层和分散在该离子输送层中的催化剂，所述离子输送层包括具有质子传导性的离聚物，所述催化剂包括载体和负载在该载体上的金属，所述载体包括壳和至少一个孔，所述壳构造成具有指定形状和尺寸并且为中空，所述孔构造成允许内部空间通过其与外部连通。内部空间通过其与外部连通。内部空间通过其与外部连通。


技术研发人员：金柄秀 洪普基 梁智勋
受保护的技术使用者：起亚株式会社
技术研发日：2021.05.24
技术公布日：2022/6/7