具有连续离聚物相的整体复合膜
阅读说明：本技术 具有连续离聚物相的整体复合膜 (Monolithic composite membranes with continuous ionomeric phases ) 是由 A·阿加波夫 铃木健之 于 2018-07-27 设计创作，主要内容包括：实施方式涉及具有微孔聚合物结构的复合膜,以及在复合膜内形成连续离聚物相的离子交换材料。连续离聚物相是指在离聚物层中或在彼此叠置的离子交换材料的任何数量的涂层之间不存在任何内部界面。复合膜经过起泡测试程序后,雾度变化为0％或更低。在起泡测试程序之后,在复合膜上没有形成气泡或起泡。复合膜的雾度值在5％至95％之间,在10％至90％之间或在20％至85％之间。在0％相对湿度下,复合膜的厚度可以大于17微米。(Embodiments relate to composite membranes having a microporous polymer structure, and ion exchange materials forming a continuous ionomeric phase within the composite membrane. By continuous ionomer phase is meant that there is no internal interface in the ionomer layer or between any number of coatings of ion exchange material on top of each other. The composite film has a haze change of 0% or less after undergoing the blister test procedure. No bubbles or blisters formed on the composite film after the blister test procedure. The haze value of the composite film is between 5% and 95%, between 10% and 90%, or between 20% and 85%. The composite film may have a thickness greater than 17 microns at 0% relative humidity.)
发明领域
本发明涉及整体复合膜，尤其涉及具有连续离聚物相的复合膜。
发明背景
复合膜如阴离子、阳离子和两性复合膜可用于多种应用中。例如，复合膜是聚合物电解质燃料电池的组成部分，其中复合膜位于阴极和阳极之间，并且将在氢电极处的催化剂附近形成的质子传输到氧电极，从而可以从聚合物电解质燃料电池中获取电流。这些聚合物电解质燃料电池特别有利，因为它们在比其他燃料电池更低的温度下运行。而且，这些聚合物电解质燃料电池不包含在磷酸燃料电池中发现的任何腐蚀性酸。
复合膜也可用于电化学装置以分隔包含在电化学装置内的液体，所述电化学装置例如电解池或液流电池，例如氧化还原液流电池。液流电池通过电池的两种液体电解质之间的可逆还原-氧化反应进行充电和放电。离子交换(即提供电流的流动)通过复合膜发生，而两种液体电解质则在液流电池内各自的空间中循环。液流电池是可扩展的系统，可以在各种条件下运行。例如，液流电池可以集成到智能电网中，并且在存储来自风电场或太阳能场的能量方面是有利的。液流电池的特征还在于其使用寿命长达数年，易于维护，并且具有整体能效。
结合到燃料电池中的复合膜以及氧化还原液流电池、氯碱电解池、水电解、扩散渗析、电渗析、渗透蒸发和蒸汽渗透应用中使用的复合膜通常包含离聚物膜，该离聚物膜具有由多个离聚物涂层构成的不连续离聚物相。但是，这些离聚物薄膜复合膜在液流电池应用中可能会过早出现结构失效。在液流电池运行期间，这些离聚物薄膜复合膜的主要失效模式是在离聚物层中或离聚物的多个涂层之间在膜内部形成气泡或起泡。因此，需要改进的复合膜，其具有连续的离聚物相，高离子电导率，反应物质穿越程度低，高机械强度和低面内溶胀。