【課題】 電解質膜の形成性、（破壊）強度、耐クロスオーバー性に優れるとともに、耐熱性等に優れ、さらに形成性、膜の強度、プロトン伝導性がいずれも高く、長期に使用しても高い電池特性を有する燃料電池用電解質膜を提供する。
【解決手段】
(i)有機珪素化合物から誘導され、プロトン伝導性を有する加水分解物マトリックスと
、(ii)アルミナ粒子とを含んでなり、
該アルミナ粒子の平均長さ(L)が１０〜５００ｎｍの範囲にあり、断面の平均直径(D)が２〜２０ｎｍの範囲にあり、アスペクト比(L／D)が２〜２００の範囲にある繊維状アルミナ粒子である電解質膜。
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少なくとも１種の４分枝重合体、少なくとも１種のポリ（ビニリルジエンフルオリド）、ポリ（ビニルジエンフルオロ−コ−ヘキサフルオロプロペン）共重合体、ポリ（テトラフルオロエチレン）、ポリ（エチレン−コ−プロピレン−コ−５−メチレン−２−ノルボルネン）またはエチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ポリオール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ＳｉＯ_２Ａｌ_２Ｏ_３、或いは有機材料で被覆されたまたは被覆されていないナノＴｉＯ_２を含む、電気化学的発電装置のための高分子電解質。この電解質は、高性能の電気化学的装置に用途がある電解質組成物の製造を可能にする。 （もっと読む）

本発明は、スルホンアミド結合を介して担体ポリマーに結合されているジアミン又はポリアミンを含むアニオン交換膜を含む固体アルカリ型燃料電池を提供する。ジアミン又はポリアミンの少なくとも1種の窒素原子は、アニオン交換基として作用する四級化窒素原子である。アニオン交換膜は、固体アルカリ型燃料電池に使用するために好適とする有利な特性を示す。
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【課題】リチウムイオンの配位子となる官能基を有しイオン伝導に寄与する有機基を有する単量体の重合により、単結合の回転を利用したイオン伝導体を得ることが可能となったが、実用化のためにはイオン伝導度の向上が必要であった。
【解決手段】一般式（１）


（式中、Ｒは重合可能な不飽和結合を有する化合物が重合した有機基、ＱはＲと単結合を介して結合するｎ＋１価の有機基、Ｚはカチオンに対してイオン結合をし得る官能基又は配位能を有する官能基、Ｍ^k+はｋ価のカチオン、ｎ，ｍは１以上の整数であり、前記Ｚとカチオンとはイオン結合又は配位結合を有する。）で示される構造単位を含む重合体部分と、付加重合性単量体の重合体部分とを含有するブロック共重合体を有することを特徴とするカチオン伝導体。 （もっと読む）

イオン伝導度を高めるために電解質膜中に転位が形成される。イオン及び／または電子の照射によって薄膜中に欠陥クラスタの生成が引き起こされ、崩壊して高いイオン伝導度を示すフランク転位ループとなる。続いてなされる膜の熱処理においてフランク転位ループを空間的に再配向することによってイオン伝導度の最大化がなされる。これにより、転位ループはサーフェス・ツー・サーフェスの連続した転位を形成し、それに沿って、小さな活性化エネルギーで膜面間をイオンが伝搬することができる。例えばイットリア安定化ジルコニアやドープトセリアのようなセラミック中に１０^８〜１０^１４ｃｍ／ｃｍ^３の範囲の転位密度を従来の照射技法により形成することができる。
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【課題】 膜面に対して開口するように配向して配列された柱状細孔を有する多孔質無機膜及び製造方法並びに電解質膜、燃料電池及び化学センサーを提供する。
【解決手段】 本膜(100)は、膜面に開口して配向配列された柱状細孔(102)を有する。本方法は、棒状の高分子(200)の長手方向の一端が基体(300)表面を向くように配向させて高分子を配列する工程と、高分子が配列された基体表面にゾル層を形成する工程と、ゾル層を固化してなる固化層(400)を熱処理して固化層内から高分子(200)を取り除く工程と、を備える。上記高分子は、主鎖（螺旋構造を有するポリペプチド）と、主鎖に結合され且つ溶媒中で高分子同士を反発させる側鎖（アミノ基、カルボキシル基及び／又はヒドロキシル基）と、主鎖の一端に結合され、基体表面に対する親和性を有する末端基（硫黄元素を含む基）と、を備える。 （もっと読む）

電解質ペロブスカイトおよび電解質ペロブスカイトを合成する方法が、本願明細書において記載されている。基本的には、当該電解質ペロブスカイトは、０‐４００℃の温度範囲において１０‐⁵Ｓ／ｃｍ²よりも大なるイオン伝導率を有する固体であり、該イオンはＬｉ⁺、Ｈ⁺、Ｃｕ⁺、Ａｇ⁺、Ｎａ⁺またはＭｇ²⁺である。たとえば、Ｌｉ_1/8Ｎａ_3/8Ｌａ_1/4Ｚｒ_1/4Ｎｂ_3/4Ｏ₃（５．２６ｘ１０⁴Ｓ／ｃｍ）およびＬｉ_1/8Ｋ_1/2Ｌａ_1/8ＮｂＯ₃（２．８６ｘ１０³Ｓ／ｃｍ）は、本発明により形成された２つのペロブスカイトであり、２０℃で高いＬｉ⁺伝導率を有している。両組成物とも、同様に、Ａｇ⁺およびＨ⁺イオンを伝導することが試験により確認された。本発明は、電解質ペロブスカイト内にあるイオンをプロトンに置換することで形成できる固体陽子伝導体も含む。電解質ペロブスカイトおよび固体陽子導体は、燃料電池、膜反応器、電流測定型炭化水素センサまたは蒸気電気分解装置を含む多種多様な用途および装置に使用することができる。 （もっと読む）

新規なモノマー組成物、およびこの新規なモノマーを合成するプロセスが、記載される。一般に、このような新規なモノマーは、２つのフェニル環の間に、１つの脂肪族スペーサーを有する。１つの実施形態において、本発明のモノマーは、一般構造（Ｉ）


を有し、ここで、ＸおよびＸ’は、独立して、ヒドロキシ、ハロゲン、ニトロ、カルボン酸、トリメチルシロキシおよびアミンからなる群より選択される官能基を含み；ＧおよびＧ’は、独立して、水素、スルホン酸、リン酸、カルボン酸、スルホンアミド、およびイミダゾールからなる群より選択される１つを含み；「ｍ」および「ｏ」は、整数であり、そして各々独立して、０〜１５の範囲の値を有する。本発明のモノマーの大体の記載される実施形態において、この脂肪族スペーサー単位は、フッ素化メチレン単位を含まない。このようなモノマーを合成する新規なプロセスもまた、記載される。
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電気化学装置に使用するポリマー電解質が開示される。前記ポリマー電解質は、イオン交換可能官能基をもつ少なくとも１つのポリマーを有する。該ポリマーは、イオン液体官能基も有する。上記イオン交換可能官能基は、スルホネート（sulfonate）、カルボキシラート（calboxylate）、ホスホネート（phosphonate）又はアニオン界面活性基のようなポリマー結合アニオン基を有する。前記ポリマー電解質材料を有する電気装置も開示される。このような電気装置は、好ましくは燃料電池、電気的バッテリ、スーパーキャパシタ、エレクトロクロミックウィンドウ（electrochromic window）又は太陽電池からなる。
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構造（１ａ）または（１ｂ）
【化１】


（式中、ＺはＳ、ＳＯ_２、またはＰＯＲ（ここで、Ｒは場合により酸素もしくは塩素を含有していてもよい１〜１４個の炭素原子の線状もしくは分枝パーフルオロアルキル基、６〜１２個の炭素原子のアリールもしくは置換アリール基、または１〜８個の炭素原子のアルキルを含んでなる）を含んでなり；Ｒ_Ｆは場合により酸素もしくは塩素を含有していてもよい１〜２０個の炭素原子の線状もしくは分枝パーフルオロアルケン基を含んでなり；ＱはＦ、−ＯＭ、−ＮＨ_２、−Ｎ（Ｍ）ＳＯ_２Ｒ^２_Ｆ、および−Ｃ（Ｍ）（ＳＯ_２Ｒ^２_Ｆ）_２（ここで、ＭはＨ、アルカリカチオン、またはアンモニウムを含んでなり；Ｒ^２_Ｆ基は過フッ素化または部分フッ素化アルキルを含んでなり、そして場合によりエーテル酸素を含んでいてもよい）から選択され、ｎは（１ａ）については１または２であり、そしてｎは（１ｂ）については１、２、または３である）を含んでなるモノマー。これらのモノマーは、高分子電解質膜を製造する時に有用であるホモポリマーおよび共重合体の製造に使用される。これらの膜を含有する燃料電池などの電気化学セルもまた記載される。
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構造（１ａ）または（１ｂ）
【化１】


（式中、ＺはＳ、ＳＯ_２、またはＰＯＲ（ここで、Ｒは場合により酸素もしくは塩素を含有していてもよい１〜１４個の炭素原子の線状もしくは分枝パーフルオロアルキル基、１〜８個の炭素原子のアルキル基、６〜１２個の炭素原子のアリール基または６〜１２個の炭素原子の置換アリール基を含んでなる）を含んでなり、；Ｒ_Ｆは場合により酸素もしくは塩素を含有していてもよい１〜２０個の炭素原子の線状もしくは分枝パーフルオロアルケン基を含んでなり；ＱはＦ、−ＯＭ、−ＮＨ_２、−Ｎ（Ｍ）ＳＯ_２Ｒ^２_Ｆ、および−Ｃ（Ｍ）（ＳＯ_２Ｒ^２_Ｆ）_２（ここで、ＭはＨ、アルカリカチオン、またはアンモニウムを含んでなる）から選択され、；Ｒ^２_Ｆ基は場合によりエーテル酸素を含んでいてもよい１〜１４個の炭素原子のアルキルまたは６〜１２個の炭素原子のアリールを含んでなり、ここで、アルキルまたはアリール基は過フッ素化または部分フッ素化されていてもよく；かつ、ｎは１ａについては１または２であり、そしてｎは１ｂについては１、２、または３である）を含んでなる少なくとも１つのグラフトモノマーを少なくとも１つのベースポリマーへグラフトすることによって製造されたフッ素化イオン交換高分子。これらのイオン交換高分子は、燃料電池で使用される触媒コート膜および膜電極アセンブリを製造するのに有用である。
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下記（ａ）ないし（ｃ）の条件を満足する新規な結晶構造を有する金属複合酸化物、すなわち、（ａ）空間群がＦｄ−３ｍ（ｎｏ．２２７）に属し、（ｂ）格子定数が１７．０±１．０Åの範囲であり、（ｃ）単位格子内の結晶学的配置｛８ｂ（３／８，３／８，３／８），４８ｆ（ｘ，１／８，１／８）、ここで、０．３７≦ｘ≦０．４３、３２ｅ（ｘ，ｘ，ｘ）、ここで０．２０≦ｘ≦０．２６、１６ｄ（１／２，１／２，１／２）及び１６ｃ（０，０，０）｝が、陽イオンによりサイト占有率０＜占有率≦１で占有されている、金属複合酸化物である。単位格子の結晶学的座標は、（International tables for crystallographyA巻, 第5版, Kluwer Academic Publishers, 2002年の701頁に示す）空間群No. 227, origin choice 2に基づく。また、この金属複合酸化物を含むイオン伝導体及びこのイオン伝導体を備える電気化学装置を開示する。金属複合酸化物は、単位格子内の金属イオンサイト及び金属イオン欠陥の規則性からなされた結晶学的な特異性により、イオン移動が容易になるチャンネルが形成されている。そのため、本発明に係る金属複合酸化物は、イオン伝導体またはイオン伝導度を必要とする電気化学装置に有用である。
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プロトン交換メンブランは、インプラントされた金属カチオンを含むハイブリッド無機−有機ポリマーを含む。前記ハイブリッド無機−有機ポリマーには前記インプラント金属カチオンとの相互作用によって酸基が結合される。プロトン交換メンブランの製造方法の一例は、前記金属カチオンを含む媒体中でのシラン前駆物質のゾル−ゲル重合と、その後の前記インプラントハイブリッド無機−有機ポリマーの酸化合物への接触とを含む。
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本発明の一態様は、イオン伝導性領域と非イオン伝導性領域とを含むイオン伝導性膜を提供する。イオン伝導性領域は、膜を貫通して延びる複数のイオン伝導性通路により形成される。同通路はイオン伝導性材料が充填されており、かつ非イオン伝導性材料にて包囲され得る。膜は孔によって貫通される非イオン伝導性材料の基質を含み、各孔は通路の対応する一つを提供する。
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【課題】四価金属リン酸塩およびピロリン酸塩の前駆体有機溶液と、それらの電極修飾のための使用と、＞９０℃の温度および／または低相対湿度で作動する燃料電池用の複合膜調製のための使用を提供する。
【解決手段】本発明は、Ｍ（ＩＶ）（Ｏ_３Ｐ−ＯＨ）_２、Ｍ（ＩＶ）［Ｏ_２Ｐ（ＯＨ）_２］_２［Ｏ_２ＰＯ（ＯＨ）］およびＭ（ＩＶ）Ｐ_２Ｏ_７（Ｍ＝Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ）なる組成をもつ四価金属リン酸塩およびピロリン酸塩の前駆体有機溶液の調製に基づいている。これらの溶液の重要な一性質は、溶媒を蒸発させるときに、上記化合物が形成されることである。この特殊性によって、多孔性膜の細孔内部に、ポリマー膜中に、燃料電池の電極界面に、上記化合物を容易に挿入することが可能になる。それらの表面が酸性であるという性質、高い熱安定性および水への不溶性のため、これらの粒子は、９０−１３０℃の温度範囲でのＰＥＭＦＣの効率改善にとってきわめて関心のもたれるものとなる。非水の力を借りたＭ（ＩＶ）［Ｏ_２Ｐ（ＯＨ）_２］_２［Ｏ_２ＰＯ（ＯＨ）］化合物類のプロトン伝導性という特別な特性は、低相対湿度でのＰＥＭＦＣにおけるそれらの応用の新しい局面を開くものである。 （もっと読む）

本発明は、連続して次のステップを含む、プロトン伝導性粘土粒子の製造方法に関する。
ａ）粘土粉末を活性化するステップであって、前記粉末が、ガスプラズマにかけられるステップを含む。
ｂ）ステップａ）から得られる活性化粉末を、−ＰＯ_３Ｈ_２、−ＣＯ_２Ｈ及び−ＳＯ_３Ｈ並びにそれらの塩から選ばれる少なくとも１種の基を含み且つ前記粉末の表面にグラフトできる少なくとも１種の基を含む少なくとも１種の化合物を含む溶液と接触させるステップを含むグラフト化ステップ。
燃料電池膜を製造するために、これらの粒子を使用すること。 （もっと読む）

（ｉ）層状粘土鉱物及び／又は有機化層状粘土鉱物並びに（ｉｉ）イオン性液体を含んでなる光電変換素子用電解質並びにそれを電解質層として用いた、透明導電膜と金属酸化物半導体多孔質膜を含む光電極と、この光電極に対向して配置される対向電極と、前記光電極と対向電極との間に配された電解質層とを含む光電変換素子並びにその光電交換素子の金属酸化物半導体多孔質膜に、光増感色素を担持させた色素増感太陽電池。また前記導電基板が、（Ａ）アニリン又はアニリン誘導体を重合させて得られるポリアニリン、（Ｂ）スルホン酸及び／又は（Ｃ）プロトン酸基を有する有機重合体、（Ｄ）分子量調整剤並びに（Ｅ）スルホン酸（Ｂ）、プロトン酸基を有する有機重合体（Ｃ）並びに分子量調整剤（Ｄ）を溶解する有機溶媒を含んでなる、有機溶媒（Ｅ）に安定的に分散した導電性ポリアニリン分散液を、導電基板上に塗布したものである光電交換素子並びに色素増感太陽電池。
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修飾炭素生成物を組み込んだ燃料電池コンポーネント。修飾炭素生成物は、コンポーネントの特性を都合よく増強し、燃料電池内の効率を高められる。
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本発明は、燃料電池並びにこれらの用途（電子装置、電源及び輸送機関における用途）において有用なプロトン交換膜（ＰＥＭ）、触媒被覆プロトン交換膜（ＣＣＭ）及び膜電極アセンブリー（ＭＥＡ）を製造するために使用することができるイオン伝導性コポリマーを提供する。該イオン伝導性コポリマーは、非イオン伝導性のポリマー主鎖にランダム配置された１種もしくは複数種のイオン伝導性オリゴマーを含有する。 （もっと読む）

電気化学電池に使用するプロトン交換膜を形成するのに用いることのできる、加工可能なポリマー電解質を製造するための液体前駆体材料の使用が開示される。また、電気化学電池に使用するためのプロトン交換膜及び電極材料上に整合的に塗布することのできる、加工可能な触媒インク組成物を製造するための液体前駆体材料の使用が開示される。また、マイクロ流体電気化学電池を形成するための光硬化可能なペルフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）材料の使用が開示される。 （もっと読む）