適用製品
プロトン伝導性有機金属錯体、燃料電池電解質膜材料、細孔性有機金属錯体、プロトン伝導性含窒素複素環物質、プロトン伝導性高分子膜、固体高分子形燃料電池の電解質膜、自動車用燃料電池、燃料電池
目的
固体高分子形燃料電池は、燃料極（負極）、固体高分子膜（電解質膜）、空気極（正極）を貼り合わせ一体化した膜／電極接合体と呼ばれる基本構造を有する。電解質膜として一般的に使用されているのは、スルホン酸基を有するフッ素系のポリマーであるが、この電解質膜を用いた燃料電池は０℃以下や１００℃以上の温度での使用が困難という問題がある。これらは、特に自動車用燃料電池の開発において大きな欠点となる。そこで、１００℃以上でも優れたプロトン伝導性を発揮し、燃料電池の電解質膜の材料としても使用し得るプロトン伝導性物質を提供する。
効果
この細孔性有機金属錯体の細孔内にプロトン伝導性含窒素複素環物質を保持した複合体は、１００℃以上の温度条件下でも安定的なプロトン伝導性を有する。好適な一実施形態において、この複合体は、１００℃以上の温度で１０↑－↑５Ｓ／ｃｍ以上のプロトン伝導率を有し、より好ましい条件では２．２×１０↑－↑５Ｓ／ｃｍ以上のプロトン伝導率を有する。この複合体は、固体高分子形燃料電池の電解質膜の原料等として有用である。
技術概要
細孔性有機金属錯体の細孔内にプロトン伝導性含窒素複素環物質を保持した、熱安定性に優れ且つ無水条件下で優れたプロトン伝導性を有する複合体に関する。細孔性有機金属錯体の細孔の大きさは、断面積が４．３Å×３．７Åよりも大きいことが好ましい。細孔性有機金属錯体は、①２Ａ族、３Ａ族又は遷移金属に属する金属原子と、②この金属原子と配位可能な基を２個以上有する芳香族化合物から成る１つ以上の第一配位子とを含む繰り返し単位を有する。芳香族化合物として、式１～式１４で表される炭素骨格を有するものが好ましく、金属と配位可能な基として、－COOH、－SH、－CHS↓2H或は－SO↓3Hを挙げることができる。プロトン伝導性含窒素化合物としては、オキサジアゾール、イソオキサジアゾール、ベンゾオキサゾール、プリン、ピラゾール、イミダゾール、トリアゾール、テトラゾール、ベンズイミダゾール、ベンズトリアゾール及びこれ等の誘導体、並びにこれ等のオリゴマー及びポリマーが挙げられる。図は、２５℃～１２０℃（無水条件）におけるプロトン伝導率、複合体の１２０℃（窒素雰囲気下）におけるナイキストプロット、錯体の立体構造の例、及び芳香族化合物の好ましい炭素骨格を示す。
基本情報
開放特許情報
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