[发明专利]改进离子交换膜的传导率的水不溶性添加剂

权利要求书

1.一种含水不溶性添加剂的离子交换膜，所述水不溶性添加剂包 括具有通过连接基，共价连接到金属原子上的质子传导基团的金属氧 化物交联的基体，和其中金属是硅、钛、锆、锗、铝、锡或其结合， 条件是质子传导基团并不全部是膦酸基，并且其中质子传导基团包括 水合的和无水的质子传导基团，和其中水不溶性添加剂是相连的水合 区域和相连的无水区域的非均相共混物形式。

2.权利要求1的离子交换膜，其中水合的质子传导基团是磺酸基。

3.权利要求1的离子交换膜，其中无水的质子传导基团是离子液 体、膦酸基或其结合。

4.权利要求1的离子交换膜，其中金属是硅，和交联的基体是硅 氧烷交联的基体。

5.权利要求1的离子交换膜，其中连接基是二价烷基。

6.权利要求5的离子交换膜，其中二价烷基是二价直链的C_1-4烷 基。

7.权利要求6的离子交换膜，其中二价烷基是-CH₂CH₂CH₂-。

8.权利要求1的离子交换膜，其中水不溶性添加剂非均相地分散 在离子交换膜内。

9.一种膜电极组件，它包括权利要求8的离子交换膜。

10.一种燃料电池，它包括权利要求9的膜电极组件。

11.一种燃料电池组，它包括权利要求10的燃料电池。

12.制备离子交换膜的方法，该方法包括使离子交换膜负载水不 溶性添加剂的步骤，其中该水不溶性添加剂包括具有通过连接基共价 连接到硅原子上的质子传导基团的金属氧化物交联的基体，和其中金 属是硅、钛、锆、锗、铝、锡或其结合，条件是质子传导基团并不全 部是膦酸基，其中水不溶性添加剂包括水合和无水的质子传导基团， 且其中负载步骤包括施加电场，从而导致水合和无水区域横跨离子交 换膜聚集。

13.根据权利要求12的方法制备的离子交换膜。

14.一种膜电极组件，它包括权利要求13的离子交换膜。

15.一种燃料电池，它包括权利要求14的膜电极组件。