PROTONENLEITENDE KERAMIK-POLYMER-KOMPOSITMEMBRAN FÜR DEN TEMPERATURBEREICH BIS 300 oC
    71.
    发明授权
    PROTONENLEITENDE KERAMIK-POLYMER-KOMPOSITMEMBRAN FÜR DEN TEMPERATURBEREICH BIS 300 oC 有权
    质子传导陶瓷聚合物复合材料用于温度范围高达300摄氏度

    公开(公告)号:EP1181327B1

    公开(公告)日:2010-02-24

    申请号:EP00925253.7

    申请日:2000-05-02

    IPC分类号: C08J5/22 B01D69/12

    摘要: The invention relates to a composite membrane that consists of organic functional polymers and ceramic nanoparticles (1 - 100 nm), except for phyllosilicates and tectosilicates, with intercalating water and/or a high surface concentration in acidic/alkaline groups (for example hydroxyl) and water. The use of such particles allows a sufficiently high mechanical stability of the composite material and a stabilization of the proton concentration in the membrane that is necessary for the conductivity up to an operating temperature of 300 °C. The inventive composite material is characterized by the interfaces that are formed in the microheterogeneous mixture between the polymer and the ceramic powder. Said interfaces, if formed in a sufficiently high quantity (high phase share of nanoscale particles) allow a transport of the protons at a low pressure and at temperatures of more than 100 °C. If the polymer/ceramic particle boundary layer is modified by means of boundary groups that have different polarities, preferably at the polymer skeleton, the local establishment of equilibrium and thus the binding strength of the proton charge carriers is influenced. This effect can be used, for example for alcohol/water mixtures as a fuel, to reduce the MeOH passage (Me = CH3, C2H5, C3H7, ...) across the membrane, which is especially important for the development of efficient direct methanol fuel cells. In addition to its use in fuel cells, the inventive membrane can also be used in the field of energy and process technology, in which water vapor is produced or required in addition to electric current or in which (electro)chemically catalyzed reactions are carried out at increased temperatures at a pressure that ranges from the atmospheric pressure to elevated working pressures or that are carried out in a water vapor atmosphere. The invention further relates to a method for producing and processing such a composite membrane.

    Komposite und Kompositmembranen
    76.
    发明公开

    公开(公告)号:EP1870429A3

    公开(公告)日:2008-04-02

    申请号:EP07015005.7

    申请日:2000-05-02

    IPC分类号: C08J5/22 B01D69/12

    摘要: Zusammenfassung: Gegenstand der Erfindung ist ein Komposit oder ein Komposimembran aus einem Ionomeren und einem anorganischen gegebenenfalls funktionalisierten Schichtsilikat. Dabei kann das Ionomer sein: (a) ein Kationenaustauscherpolymer; (b) ein Anionenaustauscherpolymer; (c) ein Polymer, das auf der Polymerkette sowohl Anionenaustauschergrupplerungen als auch Kakionenaustauschergruppierungen enthält: (d) ein Blend aus (a) und (b), wobei das Mischungsverhältnis von 100 % (a) zu 100 % (b) reichen kann. Der Blend kann ionisch und noch kovalent vernetzt sein. Dabei kann die anorganische Komponente aus der Gruppe der Schicht- oder Gerüstsilikate sein. Allgemein sind die Bentonite und Zeolithe, im Speziellen Montmorillonit bevorzugt. Das Mischungsverhältnis Ionomer/Bentonit reicht dabei von 99/1 zu 30/70. Desweiteren ist Gegenstand dieser Erfindung die Anwendung der Komposites/Kompositmembranen: als Protoncnleitor in Membranbrennstoffzellen (H 2 -Bronnstoffzellen PEFC, Direktmethanolbrennstoffzellen DMFC) im Temperaturbereich über 100°C; in (Elektro)membrantrennverfahren wie Dialyse, Diffusiondialyac, Gastrennung, Fervaporation, Perstraktion und in Mikro- und Ultrafiltration insbesondere wegen ihrer Antifoulingeigenschaften: als katalytische Membranen in Katalysator-Membran-Reaktoren.

    摘要翻译: 热稳定的质子传导复合材料包含酸和/或有机碱和层状/骨架硅酸盐。 质子传导复合材料包含1-99重量%的酸和/或有机碱和99-1重量%的层状/骨架硅酸盐,并且在高达400℃下是热稳定的。 还包括以下独立权利要求:(i)通过将如下定义的离聚物(前体)的溶液与层状和/或骨架硅酸盐混合并蒸发溶剂来生产复合材料和复合共混膜; 和(ii)用于膜和膜分离方法得到的离子非导电复合材料和由20-98重量%的下述碱性聚合物和2-80重量%的层状/骨架硅酸盐获得的复合共混膜。