[发明专利]包含芳环的化合物、包含该化合物的聚合物和使用该聚合物的聚电解质膜

说明书

本申请涉及一种包含芳环的化合物、包含该化合物的聚合物、包含该聚合物的聚电解质膜、包括该聚电解质膜的膜电极组件、包括该膜电极组件的燃料电池，以及包括所述聚电解质膜的氧化还原液流电池。

技术领域

本申请要求于2015年1月26日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2015-0011994的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

本申请涉及一种包含芳环的化合物、包含该化合物的聚合物和使用该聚合物的聚电解质膜。

背景技术

燃料电池是将燃料的化学能直接转换为电能的能量转换装置。换言之，燃料电池使用燃料气和氧化剂，并且采用利用在燃料气和氧化剂的氧化还原反应过程中所产生的电子来发电的方法。燃料电池的膜电极组件(MEA)是氢和氧发生电化学反应的部分，并且由阴极、阳极和电解质膜，即，离子传导电解质膜组成。

氧化还原液流电池(氧化-还原液流电池)是一种利用包含在电解液中的活性物质被氧化和还原从而充电和放电的系统，将活性物质的化学能直接存储为电能的电化学存储装置。氧化还原液流电池的单元电池包括电极、电解液和离子交换膜(电解质膜)。

由于较高的能量效率和产生较少的污染物排放的生态友好特性，燃料电池和氧化还原液流电池已经作为下一代能源被研究和开发。

燃料电池和氧化还原液流电池的最基本的构成元件是能够进行阳离子交换的聚电解质膜，该聚电解质膜可以具有以下特性：1)优异的质子电导率，2)防止电解质穿过(crossover)，3)较强的耐化学性，4)强化的机械性能和/或4)较低的溶胀比。聚电解质膜分为氟系、部分氟系、烃系等，部分氟系聚电解质膜具有氟系主链，从而具有物理和化学稳定性优异并且热稳定性较高的优点。此外，由于与氟系聚电解质膜相似，阳离子迁移官能团连接至氟系链的末端，因此，部分氟系聚电解质膜具有烃系聚电解质膜和氟系聚电解质膜两者的优点。

当在低湿度条件下操作时，燃料电池和/或氧化还原液流电池具有多种优点，即正极的反应性得到改善，并且滑水现象(hydroplaning phenomenon)和催化剂的污染降低等。然而，通常使用的聚电解质膜具有的问题在于，由于在低湿度条件下物理性能如阳离子电导率降低，使得电池性能迅速劣化。因此，需要进行研究以解决上面提及的问题。

[专利文献]

韩国专利申请特许公开No.2003-0076057

发明内容

技术问题

本申请旨在提供一种包含芳环的化合物和使用该化合物的聚电解质膜。

技术方案

本申请的一个示例性实施方案提供一种包含芳环的化合物，该化合物由下面的化学式1表示：

[化学式1]

在化学式1中，

A是直接键、S、O、NH或SO₂，

B和Q彼此相同或不同，并且各自独立地由下面的化学式2或3表示，

[化学式2]

[化学式3]

n是1至16的整数，

m、n1和n2各自是0至16的整数，

当n和m各自是2以上的整数时，括号中的多个结构彼此相同或不同，

R1至R5中的两个至四个彼此相同或不同，并且各自独立地是羟基或卤素基团，其余的是氢，