[发明专利]聚苯撑化合物

说明书

本发明提供一种质子传导性优异、适宜用于固体高分子燃料电池的无卤化合物。本发明的化合物具有下述通式(I)表示的结构。(上述通式(I)中，l、n为使l+n＝1.0时的摩尔分率，0≤l＜1.0，且0＜n≤1.0；A为下述通式(II)或(III)表示的结构；B为下述通式(VII)表示的结构，各结构单元无规共聚，且式(I)中的至少一个苯环具有至少一个磺基。)(上述通式(II)或(III)中，R¹～R⁴各自独立选自氢和碳原子数1～3的烷基；或者R¹和R²与它们键合的碳一起形成芳香环或稠合芳香环，且R³和R⁴与它们键合的碳一起形成芳香环或稠合芳香环；或者R¹、R³、R⁴为氢，且R²为单键且与c位的碳键合，X为单键、或者下述式(IV)、下述式(V)或下述式(VI)表示的结构，当X为单键时，键a相对于与X键合的碳均键合于邻位，或均键合于间位；当X为下述式(IV)表示的结构时，键a相对于与X键合的碳均键合于对位；当为下述式(V)表示的结构时，键a相对于与X键合的碳均键合于对位，或均键合于间位，当X为下述式(VI)表示的结构时，上述通式(II)或(III)中的键a仅为一个，A通过一个键a和键b与其他结构或结构单元键合。)

技术领域

本发明涉及聚苯撑(polyphenylene)化合物和使用其的燃料电池。

背景技术

固体高分子燃料电池(PEFC)具有阳极催化剂层、阴极催化剂层和被两催化剂层夹持的固体电解质膜。

固体电解质膜中所使用的电解质要求具有质子传导性、气体阻隔性、电子绝缘性和耐久性。作为满足这样的特性的电解质，可使用氟系离聚物。然而，氟系离聚物成本高且也有环境负荷，因此研究了替代材料。

另一方面，阳极催化剂层和阴极催化剂层中也含有电解质。作为该电解质，有时使用与固体电解质膜相同的材料，但催化剂层的电解质除了质子传导性以外，还要求具有透气性，并且要求具有电子传导性。

专利文献1和专利文献2中公开了，将骨架中具有芳香族，且在骨架中导入了磺基的烃离聚物作为氟系离聚物的替代材料用于固体电解质膜和催化剂层的电解质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利公报7301002号

专利文献2：日本特开2015-95424号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如上述所示，催化剂层的电解质要求具有质子传导性、透气性、耐久性和电子传导性，从该观点出发，专利文献1和2公开的材料需要进一步改善。

本发明的目的在于，提供一种质子传导性优异、能适宜用于固体高分子燃料电池的无卤化合物。

用于解决课题的技术方案

本发明例如具有以下结构。

[1]一种具有下述通式(I)表示的结构的化合物。

【化1】

(上述通式(I)中，l、n为使l+n＝1.0时的摩尔分率，0≤l＜1.0，0＜n≤1.0，

A为下述通式(II)或(III)表示的结构，

B为下述通式(VII)表示的结构，

各结构单元无规共聚，

且式(I)中的至少一个苯环具有至少一个磺基。)

【化2】