Патент на изобретение №2218633
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) УЗЕЛ МЕМБРАНА-ЭЛЕКТРОД И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к электрохимической промышленности, в частности к узлу мембрана-электрод и способу его изготовления, согласно изобретению узел мембрана-электрод состоит из катионообменной мембраны, которая изготовлена из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена и простого винилового эфира, который содержит перфторсерогруппу, с РЕ=900-1300, и пористых слоев электродного материала, изготовленного из электрокатализатора, неактивного электропроводного материала и фторполимера, агглутинирующий материал расположен на обеих поверхностях катионообменной мембраны. Катионообменная мембрана, которая содержит фтор, изготовлена из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена со сложным виниловым эфиром, который содержит перфторсерогруппу, имеющего степень кристалличности между 2 и 8%, получены пористые слои электродного материала, который имеет пористость между 40 и 70%, уменьшающуюся в направлении поверхности катионообменной мембраны с градиентом пористости от 5 до 15% на 1 мкм. Указанный узел мембрана-электрод использован в топливных батареях, при электролизе воды и в других электрохимических процессах. Техническим результатом изобретения является улучшение электрохимических свойств узла мембрана-электрод. 4 с. и 6 з.п.ф-лы. Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть). Формула изобретения 1. Узел мембрана-электрод, содержащий фторсодержащую катионообменную мембрану, изготовленную из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсеросодержащим простым виниловым эфиром, и слои пористого электродного материала, изготовленные из электрокатализатора, электропроводного неактивного материала и фторполимерного связующего и расположенные на обеих поверхностях катионообменной мембраны, отличающийся тем, что фторсодержащую катионообменную мембрану получают из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсеросодержащим простым виниловым эфиром, который имеет степень кристалличности 2-8%, и слои пористого электродного материала получают с пористостью 40-70%, которая снижается в направлении поверхности катионообменной мембраны с градиентом пористости 5-15% на 1 мкм. 2. Узел мембрана-электрод по п.1, отличающийся тем, что пористые слои электродного материала получены из смеси, содержащей мас.%: 20-85 электрокатализатора, 10-60 электропроводного неактивного материала, 2-8 катионообменного фторсополимера, идентичного фторсополимеру, из которого изготовлена катионообменная мембрана, и 3-15 политетрафторэтилена. 3. Узел мембрана-электрод по п.1, отличающийся тем, что пористые слои электродного материала изготовлены из смеси, содержащей мас.%: 65-95 электрокатализатора, 1-35 электропроводного неактивного материала, 1-9 катионообменного фторсополимера, идентичного фторсополимеру, из которого изготовлена катионообменная мембрана. 4. Узел мембрана-электрод, содержащий фторсодержащую катионообменную мембрану, изготовленную из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсеросодержащим простым виниловым спиртом, и слои пористого электродного материала, изготовленные из электрокатализатора, электропроводного неактивного материала и фторполимерного связующего и расположенные на обеих поверхностях катионообменной мембраны, отличающийся тем, что фторсодержащая катионообменная мембрана получена из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсеросодержащим сложным виниловым эфиром и третьим модифицирующим сомономером, который может быть выбран из следующих соединений: этилен, перфтор-2-метилен-4-метил-1,3-диоксолан и перфторалкилированный сложный виниловый эфир с С1-С3 алкильной группой. 5. Узел мембрана-электрод по п.4, отличающийся тем, что пористые слои электродного материала получены из смеси, содержащей мас.%: 20-85 электрокатализатора, 10-60 электропроводного неактивного материала, 2-8 катионообменного фторсополимера, идентичного фторсополимеру, из которого изготовлена катионообменная мембрана, и 3-15 политетрафторэтилена. 6. Узел мембрана-электрод по п.4, отличающийся тем, что пористые слои электродного материала изготовлены из смеси, содержащей мас.%: 65-95 электрокатализатора, 1-35 электропроводного неактивного материала, 1-9 катионообменного фторсополимера, идентичного фторсополимеру, из которого изготовлена катионообменная мембрана. 7. Способ получения узла мембрана-электрод, включающий нанесение смеси электрокатализатора и электропроводного неактивного материала с фторсодержащим полимерным связующим на обе поверхности катионообменной мембраны, которая получена из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсеросодержащим простым виниловым эфиром, и тепловую обработку, отличающийся тем, что катионообменная мембрана, которая изготовлена из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсодержащим простым виниловым эфиром, имеет степень кристалличности 2-8%, на обе поверхности катионообменной мембраны наносят смесь электрокатализатора, электропроводного неактивного материала и 1-5%-ного раствора катионообменного фторсополимера, идентичного фторсополимеру, из которого изготовлена катионообменная мембрана, в смеси органических растворителей, тепловую обработку осуществляют по схеме многоступенчатого увеличения температуры от 20-35  С до 80-100С, причем пористость электродных слоев снижается в направлении поверхности катионообменной мембраны со скоростью 5-15% на 1 мкм.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что смесь электрокатализатора, электропроводного неактивного материала и 1-5%-ного раствора катионообменного фторсополимера, идентичного фторсополимеру, из которого изготовлена катионообменная мембрана, в смеси неорганических растворителей наносят на обе стороны катионообменной мембраны.
9. Способ получения узла мембрана-электрод, включающий нанесение смеси электрокатализатора и электропроводного неактивного материала с фторсодержащим полимерным связующим на обе поверхности катионообменной мембраны, которая получена из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсеросодержащим сложным виниловым эфиром, и тепловую обработку, отличающийся тем, что используют катионообменную мембрану, полученную из гидролизованного сополимера тетрафторэтилена с перфторсодержащим сложным виниловым эфиром и третьим модифицирующим сомономером, который может быть выбран из следующих соединений: этилен, перфтор-2-метилен-4-метил-1,3-диоксолан и перфторалкилированный сложный виниловый эфир с С1-С3 алкильной группой.
10. Способ по п.9, отличающийся тем, что смесь электрокатализатора, электропроводного неактивного материала и 1-5%-ного раствора катионообменного фторсополимера, идентичного фторсополимеру, из которого изготовлена катионообменная мембрана, в смеси неорганических растворителей наносят на обе стороны катионообменной мембраны.
РИСУНКИ
MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 23.12.2004
Извещение опубликовано: 20.04.2006 БИ: 11/2006
|
||||||||||||||||||||||||||
