[发明专利]用于燃料电池的增强电解质膜，其制备方法，用于燃料电池的膜电极组件以及包含该组件的固体聚合物燃料电池

权利要求书

1.一种用于燃料电池的增强电解质膜，其通过多孔性膜增强，其特 征在于在多孔性膜的表面和/或孔隙表面与电解质之间的连接部分中包括 空隙部分，该空隙部分用于缓冲含有水时的溶胀。

2.根据权利要求1的用于燃料电池的增强电解质膜，其特征在于空 隙部分为电解质膜总体积的1到10％。

3.根据权利要求1或2的用于燃料电池的增强电解质膜，其特征在 于多孔性膜为通过拉伸处理而具备多孔性的聚四氟乙烯膜。

4.一种制备用于燃料电池的增强电解质膜的方法，所述用于燃料电 池的增强电解质膜通过多孔性膜增强，其特征在于预先向多孔性膜中加入 通过水解洗脱的组分，并且通过在水解期间，从多孔性膜中洗脱该组分而 在多孔性膜和/或孔隙表面与当含有水时用于缓冲溶胀的电解质之间的连 接部分中形成空隙部分。

5.根据权利要求4的制备用于燃料电池的增强电解质膜的方法，其 特征在于通过水解洗脱的组分为氯化物。

6.根据权利要求5的制备用于燃料电池的增强电解质膜的方法，其 特征在于氯化物为氯化钠或碳酰氯。

7.一种制备用于燃料电池的增强电解质膜的方法，所述用于燃料电 池的增强电解质膜通过多孔性膜增强，其特征在于包括在多孔性膜的表面 上引入能够形成酰亚胺基团的官能团，将其上引入了官能团的多孔性膜浸 渍在熔融的F-型电解质前体中，以及通过水解F-型电解质前体提供离子交 换基团的步骤，其中在多孔性膜的表面和/或孔隙表面与电解质之间的连接 部分中包括空隙部分，该空隙部分用于缓冲含有水时的溶胀。

8.根据权利要求7的制备用于燃料电池的增强电解质膜的方法，其 特征在于酰亚胺基团通过以下通式(1)表示，

-X₁-NH-X₂-    (1)

其中X₁和X₂可以相同或不同，且各自为羰基(-CO-)或磺酰基(-SO2-)。

9.根据权利要求8的制备用于燃料电池的增强电解质膜的方法，其 特征在于在多孔性膜的表面上引入可以形成酰亚胺基团的官能团的步骤 为在多孔性膜的表面上产生自由基的步骤，所述自由基作为用于引入羰基 酰亚胺基团或磺酰基酰亚胺基团的反应位点。

10.根据权利要求9的制备用于燃料电池的增强电解质膜的方法，其 特征在于用于在多孔性膜的表面上产生自由基的方法为电子束辐射或等 离子处理。

11.根据权利要求7-10中任一项的制备用于燃料电池的增强电解质 膜的方法，其特征在于用于水解F-型电解质前体的方法为使用碱或有机溶 剂进行处理。

12.根据权利要求4-10中任一项的制备用于燃料电池的增强电解质 膜的方法，其特征在于多孔性膜为聚四氟乙烯膜。

13.一种用于燃料电池的膜电极组件，其包括一对电极，所述电极包 括被提供有燃料气体的燃料电极和被提供有氧化气体的氧电极以及夹在 这一对电极之间的聚合物电解质膜，其特征在于该聚合物电解质膜为根据 权利要求1到3中任一项的用于燃料电池的增强电解质膜。

14.一种固体聚合物燃料电池，其包括这样的膜电极组件，即所述膜 电极组件具有根据权利要求1到3中任一项的用于燃料电池的增强电解质 膜。