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술폰산 기를 갖는 이온성 액체가 도입된 하나 이상의 단량체 및 술폰산 기를 갖는 이온성 액체가 도입되지 않은 하나 이상의 단량체를 함유하는 공중합체를 포함하며, 상기 공중합체 내의 하나 이상의 단량체는 사슬 내에 방향족 고리를 가지며, 상기 이온성 액체는 , , , , , 및 로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하며, 여기서 R1 내지 R4 중 하나는 상기 공중합체의 방향족 고리에 연결되는 직쇄 또는 분지형 C1-C30의 알킬이며, 다른 하나는 술폰산 기에 연결되며 F로 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지형 C1-C30의 알킬이며, 나머지 2개는 H; 하이드록시, 할로겐, C1-C30의 알콕시, C5-C30의 아릴로 치환 또는 비치환된 직쇄 또는 분지형 C1-C30의 알킬; 및 C5-C30의 아릴;로 이루어진 군으로부터 선택되며, X는 TFSI-, Br-, PF6-, BF4-, OH-, CH3COO-, (CN)3C-, (CN)4B-, (CN)2N-, CF3COO-, CF3SO3- 또는 토실레이트 음이온인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막
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제1항에 있어서, 상기 공중합체는 교차 공중합체, 블록 공중합체, 랜덤 공중합체 또는 그라프트 공중합체인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막
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제1항에 있어서, 상기 공중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막:[화학식 1]상기 화학식 1에서, a는 0 내지 99의 정수이고, b는 1 내지 99의 정수이며,n은 1000 내지 50000의 정수이며, X는 TFSI-, Br-, PF6-, BF4-, OH-, CH3COO-, (CN)3C-, (CN)4B-, (CN)2N-, CF3COO-, CF3SO3- 또는 토실레이트 음이온이며, R은 H, [C5-C30의 질소-함유 헤테로고리 화합물]-(CH2)p-SO3H 또는 [C5-C30의 질소-함유 헤테로고리 화합물]-(CF2)q-SO3H이며, 여기서 p 및 q는 각각 1 내지 30의 정수이며,상기 C5-C30의 질소-함유 헤테로고리 화합물은 이미다졸, 피롤리딘, 트리아졸, 테트라졸, 모폴린 및 피페리딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이다
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제3항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-7로 표시되는 공중합체로 이루어진 군에서 선택된 하나인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막:[화학식 1-1][화학식 1-2][화학식 1-3][화학식 1-4][화학식 1-5][화학식 1-6][화학식 1-7]상기 화학식 1-1 내지 1-7에서, X는 TFSI-, Br-, PF6-, BF4-, OH-, CH3COO-, (CN)3C-, (CN)4B-, (CN)2N-, CF3COO-, CF3SO3- 또는 토실레이트 음이온이며, a는 0 내지 99의 정수이며, b는 1 내지 99의 정수이며, n은 1 내지 1000000의 정수이다
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1) 4,4'-디히드록시벤조페논과 비스-(4-플루오로페닐)-술폰을 유기용매 하에서 반응시켜 화학식 2의 화합물을 얻는 단계;2) 비스-(4-플루오로페닐)-술폰과 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐 프로판)을 유기용매 하에서 반응시켜 화학식 3의 화합물을 얻는 단계;3) 상기 화학식 2의 화합물과 상기 화학식 3의 화합물을 유기용매 하에서 반응시켜 화학식 4의 화합물을 얻는 단계;4) 상기 화학식 4의 화합물 및 벤조일 퍼옥사이드를 N-브로모숙신이미드와 유기용매 하에서 반응시켜 화학식 5의 화합물을 얻는 단계;5) 상기 화학식 5의 화합물을 질소-함유 헤테로고리 화합물과 유기용매 하에서 반응시켜 화학식 6의 화합물을 얻는 단계;6) 상기 화학식 6의 화합물을 할로겐이 치환된 소듐술포네이트 화합물과 유기용매 하에서 반응시켜 화학식 7의 화합물을 얻는 단계; 및7) 상기 화학식 7의 화합물을 캐스팅하여 고분자 전해질 막으로 제조한 뒤, 상기 고분자 전해질 막을 리튬비스(트리플루오로 메탄 술포닐이미드)염과 반응시켜 음이온을 교환하고, 이를 산 화합물과 반응시켜 양성자를 부가하여 화학식 1의 화합물을 포함하는 고분자 전해질 막을 얻는 단계;를 포함하는 고분자 전해질 막의 제조방법:[화학식 1][화학식 2][화학식 3][화학식 4][화학식 5][화학식 6][화학식 7]상기 화학식 1 내지 7에서, a는 0 내지 99의 정수이며, b는 1 내지 99의 정수이며, n은 1 내지 1000000의 정수이며,X는 TFSI-, Br-, PF6-, BF4-, OH-, CH3COO-, (CN)3C-, (CN)4B-, (CN)2N-, CF3COO-, CF3SO3- 또는 토실레이트 음이온이며,상기 C5-C30의 질소-함유 헤테로고리 화합물은 이미다졸, 피롤리딘, 트리아졸, 테트라졸, 모폴린 및 피페리딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이며,p 및 q는 각각 1 내지 30의 정수이다
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제5항에 있어서, 상기 5)단계에서 질소-함유 헤테로고리 화합물은 이미다졸, 피롤리딘, 트리아졸, 테트라졸, 모폴린 및 피페리딘으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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제5항에 있어서, 상기 6)단계에서 할로겐이 치환된 소듐술포네이트 화합물은 X-(CH2)p-SO3Na 또는 X-(CF2)q-SO3Na이며, 여기서 X는 F, Cl, Br 또는 I이며, p 및 q는 각각 1 내지 30의 정수인 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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제5항에 있어서, 상기 유기용매는 테트라클로로에탄, 디메틸아세트아마이드, 트리에틸아민, 디메틸포름아마이드, 클로로포름, 메틸렌 클로라이드, 에틸 아세테이트, 메탄올, 헥산, 아세토니트릴, 톨루엔, 벤젠, 사염화탄소, 펜탄, 아세톤, 디메틸 설폭시드, 테트라하이드로퓨란 또는 디메틸포름알데히드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질 막의 제조방법
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제1항의 고분자 전해질 막을 포함하는 연료 전지
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