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    • 2. 发明专利
    • 利用電場控制磺酸聚氟碳化物薄膜的物理微結構降低薄膜甲醇穿透率 USING ELECTRIC FIELD TO CONTROL THE MICROSTRUCTURE OF PERFLUOROSULFONIC ACID MEMBRANE AND REDUCE THE METHANOL CROSSOVER
    • 利用电场控制磺酸聚氟碳化物薄膜的物理微结构降低薄膜甲醇穿透率 USING ELECTRIC FIELD TO CONTROL THE MICROSTRUCTURE OF PERFLUOROSULFONIC ACID MEMBRANE AND REDUCE THE METHANOL CROSSOVER
    • TWI305966B
    • 2009-02-01
    • TW093136993
    • 2004-11-30
    • 元智大學 YUAN ZE UNIVERSITY
    • 余子隆 YU, T. LEON林秀麗 LIN, HSIU-LI韓方興 HAN, FANG-HSING沈坤昇 SHEN, KUN-SHENG鐘國濱 JUNG, GUO-BIN詹世弘 CHAN, SHIH-HUNG
    • H01M
    • 本發明是以溶劑溶解磺酸聚氟碳化物(perfluorosulfonic acid; Nafion; 杜邦公司),在低於Nafion的玻璃轉移溫度(Tg=100~110℃)以下將溶劑揮發。將此無溶劑且未經高於Tg之溫度加熱處理的薄膜,在溫度介於Nafion的Tg及融點(Tm=~220℃)之間加熱,並同時施以高壓電場製成低甲醇穿透率之磺酸聚氟碳化物薄膜。此薄膜可使用於直接甲醇燃料電池。薄膜在溫度介於Tg及Tm之間加熱,可提供高分子鏈適宜的運動能量,使得高分子鏈運動,帶動支鏈之極性磺酸官能基產生離子聚集(ionic cluster),分散於非極性聚氟碳化物主鏈之無定形聚集區。加熱時施加高壓電場之外力可誘導高分子支鏈的磺酸官能基產生規則排列,形成孔徑約~10nm之質子傳導通道,可降低薄膜的甲醇穿透率。杜邦公司銷售之磺酸聚氟碳化物薄膜之離子聚集及質子傳導通道孔徑較大,而有較高之甲醇穿透率。
    • 本发明是以溶剂溶解磺酸聚氟碳化物(perfluorosulfonic acid; Nafion; 杜邦公司),在低于Nafion的玻璃转移温度(Tg=100~110℃)以下将溶剂挥发。将此无溶剂且未经高于Tg之温度加热处理的薄膜,在温度介于Nafion的Tg及融点(Tm=~220℃)之间加热,并同时施以高压电场制成低甲醇穿透率之磺酸聚氟碳化物薄膜。此薄膜可使用于直接甲醇燃料电池。薄膜在温度介于Tg及Tm之间加热,可提供高分子链适宜的运动能量,使得高分子链运动,带动支链之极性磺酸官能基产生离子聚集(ionic cluster),分散于非极性聚氟碳化物主链之无定形聚集区。加热时施加高压电场之外力可诱导高分子支链的磺酸官能基产生守则排列,形成孔径约~10nm之质子传导信道,可降低薄膜的甲醇穿透率。杜邦公司销售之磺酸聚氟碳化物薄膜之离子聚集及质子传导信道孔径较大,而有较高之甲醇穿透率。