[发明专利]高性能膜电极单元和其在燃料电池中的用途

权利要求书

1.一种膜电极单元，包括

A)至少一种包括至少一种具有至少一个氮原子的聚合物的聚合物膜，所述聚合物膜包括至少一种无机酸，

B)至少二个电极，

其特征在于至少一个电极包括如下的催化剂，所述的催化剂是

i.Pt，和

ii.Ni

的合金。

2.根据权利要求1的膜电极单元，其特征在于具有所述Pt/Ni合金的催化剂层位于所述膜电极单元的阴极侧上。

3.根据权利要求1的膜电极单元，其特征在于使用聚磷腈作为所述具有至少一个氮原子的聚合物。

4.根据权利要求1的膜电极单元，其特征在于在重复单元中具有至少一个氮原子的碱性聚合物用作所述具有至少一个氮原子的聚合物。

5.根据权利要求4的膜电极单元，其特征在于所述的碱性聚合物包含至少一个具有至少一个氮原子的芳香环。

6.根据权利要求5的膜电极单元，其特征在于所述的碱性聚合物是聚咪唑，聚苯并咪唑，聚苯并噻唑，聚苯并唑，聚三唑，聚二唑，聚噻二唑，聚吡唑，聚喹喔啉，聚(吡啶)，聚(嘧啶)或者缩聚(四氮芘)。

7.根据权利要求4的膜电极单元，其特征在于使用一种或多种碱性聚合物与另外的聚合物的混合物。

8.根据权利要求1的膜电极单元，其特征在于所述膜包括磷酸和/或硫酸作为所述无机酸。

9.根据权利要求8的膜电极单元，其中作为所述无机酸的磷酸和/或硫酸掺杂在所述的聚合物膜中。

10.根据权利要求1-9的一项或多项的膜电极单元，其特征在于所述的聚合物膜包括对-聚苯并咪唑。

11.根据权利要求1-10的一项或多项的膜电极单元，其特征在于所述聚合物膜可以通过包括如下步骤的方法得到：

i)制备包括如下的混合物，该混合物包括

多磷酸，

至少一种聚唑和/或至少一种或多种在步骤ii)的热作用下适于形成聚唑的化合物，

ii)在惰性气体下加热根据步骤i)得到的混合物至高达400℃的温度，

iii)使用根据步骤i)和/或ii)的混合物在载体上施加层，

iv)处理在步骤iii)中形成的膜。

12.根据权利要求11的膜电极单元，其特征在于在步骤i)中制得的混合物包括一种或多种芳香和/或杂芳族四氨基化合物，和一种或多种芳香和/或杂芳族羧酸或者它们的衍生物，所述的羧酸或它们的衍生物在每羧酸单体中包括至少两个酸基，和/或根据步骤ii)在热作用下适于形成聚唑的一种或多种芳香和/或杂芳族二氨基羧酸。

13.根据权利要求11的膜电极单元，其特征在于在步骤i)中制得的混合物包括能够通过一种或多种芳香和/或杂芳族四氨基化合物与一种或多种芳香和/或杂芳族羧酸或者它们的衍生物反应得到的化合物，其中的芳香和/或杂芳族羧酸或者它们的衍生物在每羧酸单体包含至少两个酸基，或者能够通过在高达400℃的温度下，一种或多种根据步骤ii)在热作用下适于形成聚唑的芳香和/或杂芳族二氨基羧酸熔体反应得到的化合物。

14.根据权利要求12或者13的膜电极单元，其特征在于适于形成聚唑的作为芳香和/或杂芳族四氨基化合物的化合物包括选自下组的化合物：该组包括3,3',4,4'-四氨基联苯，2,3,5,6-四氨基吡啶和/或1,2,4,5-四氨基苯。