KR100441066B1 - Mosaic Polymer Electrolyte Membranes and Method for Preparing the Same - Google Patents

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KR100441066B1 KR10-2001-0088871A KR20010088871A KR100441066B1 KR 100441066 B1 KR100441066 B1 KR 100441066B1 KR 20010088871 A KR20010088871 A KR 20010088871A KR 100441066 B1 KR100441066 B1 KR 100441066B1
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Abstract

본 발명은 불활성의 다공성 고분자막, 상기 다공성 고분자막의 전극과 직접 접촉하지 않는 부분에 함침된 불활성 고분자 수지 및 상기 다공성 고분자막의 전극과 직접 접촉하는 부분에 함침된 수소 이온 전도성 고분자 전해질 수지를 포함하는 연료 전지용 모자이크형 복합 고분자 전해질막에 관한 것이다.The present invention provides a fuel cell comprising an inert porous polymer membrane, an inert polymer resin impregnated in a portion not in direct contact with an electrode of the porous polymer membrane, and a hydrogen ion conductive polymer electrolyte resin impregnated in a portion in direct contact with an electrode of the porous polymer membrane. The present invention relates to a mosaic-type composite polymer electrolyte membrane.

또한, 본 발명은 불활성의 다공성 고분자막을 고분자 전해질의 지지체로 사용하고, 다공성막에서 전극과 직접 접촉하는 부분에는 수소 이온 전도성 수지를 함침시키고, 그 이외의 부분에는 불활성 고분자 수지를 도포하여 강화된 복합 고분자 전해질막을 제조하는 방법, 상기 강화된 복합 고분자 전해질막의 외곽 부분에 가스켓을 형성시켜 가스켓-전해질막 일체형을 제조하는 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention uses an inert porous polymer membrane as a support for the polymer electrolyte, the portion of the porous membrane in direct contact with the electrode is impregnated with a hydrogen ion conductive resin, the other portion is reinforced composite by applying an inert polymer resin A method for producing a polymer electrolyte membrane, and a method for producing a gasket-electrolyte membrane integrated by forming a gasket on the outer portion of the reinforced composite polymer electrolyte membrane.

본 발명에서 제조한 복합 고분자 전해질막은 전해질의 사용을 최소화할 수 있기 때문에 전해질막의 제조 단가를 크게 줄일 수 있게 된다.Since the composite polymer electrolyte membrane prepared in the present invention can minimize the use of the electrolyte, the manufacturing cost of the electrolyte membrane can be greatly reduced.

Description

모자이크형 복합 고분자 전해질막 및 이의 제조 방법 {Mosaic Polymer Electrolyte Membranes and Method for Preparing the Same}Mosaic Composite Polymer Electrolyte Membrane and Method for Preparing the Same {Mosaic Polymer Electrolyte Membranes and Method for Preparing the Same}

본 발명은 수소 이온 전도성을 갖는 강화된 복합 고분자 전해질막 및 이의 제조 방법 및 전해질막과 가스켓이 일체형으로 이루어진 복합 고분자막의 제조 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a reinforced composite polymer electrolyte membrane having a hydrogen ion conductivity, a method for producing the same, and a method for producing a composite polymer membrane in which the electrolyte membrane and the gasket are integrally formed.

보다 구체적으로는, 본 발명은 불활성의 다공성 고분자막, 상기 다공성 고분자막의 전극과 직접 접촉하지 않는 부분에 함침된 불활성 고분자 수지 및 상기 다공성 고분자막의 전극과 직접 접촉하는 부분에 함침된 수소 이온 전도성 고분자 전해질 수지를 포함하는 연료 전지용 모자이크형 복합 고분자 전해질막에 관한 것이다.More specifically, the present invention provides an inert porous polymer membrane, an inert polymer resin impregnated in a portion not in direct contact with an electrode of the porous polymer membrane, and a hydrogen ion conductive polymer electrolyte resin impregnated in a portion in direct contact with an electrode of the porous polymer membrane. It relates to a mosaic-type composite polymer electrolyte membrane for a fuel cell comprising a.

또한, 본 발명은 불활성의 다공성 고분자막을 고분자 전해질의 지지체로 사용하고, 다공성막에서 전극과 직접 접촉하는 부분에는 수소 이온 전도성 수지를 함침시키고, 그 이외의 부분에는 불활성 고분자 수지를 도포하여 강화된 복합 고분자 전해질막을 제조하는 방법, 상기 강화된 복합 고분자 전해질막의 외곽 부분에 가스켓을 형성시켜 가스켓-전해질막 일체형을 제조하는 방법에 관한 것이다.In addition, the present invention uses an inert porous polymer membrane as a support for the polymer electrolyte, the portion of the porous membrane in direct contact with the electrode is impregnated with a hydrogen ion conductive resin, the other portion is reinforced composite by applying an inert polymer resin A method for producing a polymer electrolyte membrane, and a method for producing a gasket-electrolyte membrane integrated by forming a gasket on the outer portion of the reinforced composite polymer electrolyte membrane.

일반적인 고분자 전해질막을 사용하는 고분자 전해질막 연료 전지 (polymer electrolyte membrane fuel cell: 이하 PEMFC)의 단위 전지 개념도를 도 1에 나타내었다. 상기 단위 전지는 고분자 전해질막(2)의 양쪽에 애노드(1)와 캐소드(3)가 위치하고, 양극의 외부에는 집전판의 역할을 하는 기체 확산층(4)이 위치하며, 그 외곽에는 기체 유로가 형성되어 있는 분리판(separator) 또는 양극판(bipolar plate)이 위치하며, 그 바깥에는 전지 지지판 (7, end plate)가 위치한다. 연료 전지의 각 구성요소는 서로 완전히 밀착되어 있어야 하므로, 양쪽 지지판을 연결하는 조임쇠(8, tie bar)를 이용하여 강하게 조여주게 된다. 전지 작동시에는 애노드에는 수소 또는 알콜이 흘러가고, 캐소드에는 산소가 흘러가게 된다. 연료 전지 내에서는 반응 기체가 외부로 유출되거나 서로 혼합되지 않아야 하므로 가스켓(5)을 설치하여 기체의 유출과 혼합을 방지한다.A unit cell conceptual diagram of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) using a general polymer electrolyte membrane is shown in FIG. 1. In the unit cell, an anode 1 and a cathode 3 are positioned on both sides of the polymer electrolyte membrane 2, and a gas diffusion layer 4 serving as a current collector plate is located outside the anode, and a gas flow path is formed outside the anode cell. The separator or bipolar plate is formed, and the battery support plate (7, end plate) is located outside. Since the components of the fuel cell must be completely in close contact with each other, they are tightly tightened by using fasteners (8, tie bar) connecting both support plates. During cell operation, hydrogen or alcohol flows through the anode and oxygen flows through the cathode. In the fuel cell, since the reaction gases must not leak out or mix with each other, a gasket 5 is provided to prevent the outflow and mixing of the gases.

즉, 상기한 바와 같은 구조를 갖는 연료 전지에서 고분자 전해질막(2)은 연료극에서 생성된 수소 이온을 공기극으로 이동시키기 위하여 수소 이온 전도성을가지고 있어야 하며, 연료극과 공기극이 맞닿지 않도록 전기 절연체로서의 기능과 함께 가스가 새어나가지 않도록 하기 위한 가스켓 역할을 수행한다. 따라서, 고분자 전해질막에는 높은 수소 이온 전도성과 기체 불투과성 및 적당한 기계적 강도가 요구된다.That is, in the fuel cell having the structure as described above, the polymer electrolyte membrane 2 must have hydrogen ion conductivity in order to move the hydrogen ions generated at the anode to the cathode, and function as an electrical insulator so that the anode and the cathode are not in contact with each other. It also serves as a gasket to prevent gas from leaking out. Therefore, high hydrogen ion conductivity, gas impermeability, and moderate mechanical strength are required for the polymer electrolyte membrane.

도 2는 일반적인 전해질막-전극 결합체 (membrane-electrode assembly, 이하 MEA)를 도시한 것으로서, 전해질막(9)의 양쪽면에 전극(10)을 코팅하여 제조한다.FIG. 2 illustrates a typical electrolyte membrane-electrode assembly (hereinafter referred to as MEA), which is manufactured by coating electrodes 10 on both sides of the electrolyte membrane 9.

지금까지 고분자 전해질막으로는 높은 수소 이온 전도성을 가진 나피온 (NafionTM, 퍼플루오로 술폰산 중합체, 듀퐁사에서 시판)이 사용되어 왔으나, 가격이 비싸며 수소 이온 전도성을 향상시키기 위해 얇게 제조할 경우 기계적 강도가 약해지는 단점이 있다.Until now, Nafion (Nafion TM , a perfluoro sulfonic acid polymer, commercially available from Dupont) having high hydrogen ion conductivity has been used as a polymer electrolyte membrane. There is a disadvantage that the strength is weakened.

이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 미국 특허 제5,635,041호에는 얇은 다공성 폴리테트라플루오로에틸렌 (이하, PTFE로 약칭) 막에 수소 이온 전도성을 갖는 수지를 함침시켜 수소 이온 전도성이 약 3배 향상되고, 기계적 강도 또한 우수한 고분자막 및 그의 제조 방법이 제안되었다.In order to solve this problem, U.S. Patent No. 5,635,041 impregnates a thin porous polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as PTFE) membrane with a hydrogen ion conductivity resin to improve hydrogen ion conductivity by about three times, and mechanical A polymer film excellent in strength and a method for producing the same have been proposed.

구체적으로, 상기 문헌에 기재된 방법은 PTFE 계통의 다공성막의 표면에 수소 이온 전도성 고분자 전해질 수지 용액을 도포하여 다공성막의 기공에 고분자 전해질 수지를 함침시키는 것으로 이루어지며, 수소 이온 전도성 고분자 전해질 수지로는 퍼플루오르화 술폰산 수지 또는 퍼플루오르화 카르복실산 수지 등이 사용된다.Specifically, the method described in the document consists of impregnating the polymer electrolyte resin in the pores of the porous membrane by applying a hydrogen ion conductive polymer electrolyte resin solution to the surface of the porous membrane of the PTFE system, as a hydrogen peroxide conductive polymer electrolyte Sulfonic acid resins or perfluorinated carboxylic acid resins and the like are used.

또한, 미국특허 제6,156,451호에는 불활성의 다공성 고분자막을 퍼플루오로 술포닐 할라이드 또는 퍼플루오로 술포네이트 고분자 수지로 함침시킨 후 가수분해시키므로써 수소 이온 전도성의 복합막을 제조하는 방법이 제안되었다.In addition, US Patent No. 6,156,451 proposes a method for preparing a hydrogen ion conductive composite membrane by impregnating an inert porous polymer membrane with a perfluoro sulfonyl halide or a perfluoro sulfonate polymer resin and then hydrolyzing the same.

그러나, 상기 선행 기술의 이온 전도성 복합 고분자 전해질막은 막 전체에 수소 이온 전도성 고분자 전해질 물질이 함침되어 있는 상태이므로, 물이나 메탄올, 이소프로판올 등의 용매의 흡수 또는 건조시에 막의 변형이 크게 일어나게 되어 취급이 어렵고, 내구성이 떨어지는 문제가 존재하게 된다. 또한, 수소 이온 전도성 고분자 전해질 물질의 사용량이 여전히 크기 때문에 제조 단가가 비싼 단점이 있다. 이외에도, 가스켓과 접촉하는 부분에도 강산성의 고분자 전해질 물질이 존재하기 때문에 가스켓의 구성 물질은 특별한 물성이 요구되며, 일반적으로 값비싼 불활성 고분자를 사용하게 된다.However, since the ion conductive composite polymer electrolyte membrane of the prior art is a state in which a hydrogen ion conductive polymer electrolyte material is impregnated throughout the membrane, the membrane is greatly deformed upon absorption or drying of a solvent such as water, methanol, isopropanol, or the like. Difficult and less durable problems exist. In addition, there is a disadvantage in that the manufacturing cost is high because the amount of the hydrogen ion conductive polymer electrolyte material is still large. In addition, since a strong acidic polymer electrolyte material is also present in contact with the gasket, the constituent material of the gasket requires special physical properties, and in general, an expensive inert polymer is used.

따라서, 전극과 접촉하는 부분 이외의 부분을 수소 이온 전도성이 없고 용매 흡수성이 매우 낮은 고분자 물질로 함침시키게 되면 용매에 의한 팽윤이 현저히 감소될 것이며, 물리적 강도가 증가되어 연료 전지에 장착하였을 때 내구성을 크게 증가시킬 수 있다. 또한, 복합막의 일부분에만 고가의 수소 이온 전도성 고분자 전해질을 사용하게 되면 제조 단가도 매우 저렴해진다.Therefore, if the parts other than the contacting electrode are impregnated with a polymer material having no hydrogen ion conductivity and very low solvent absorption, the swelling caused by the solvent will be remarkably reduced, and the physical strength will be increased to increase durability when mounted in the fuel cell. Can be increased significantly. In addition, if an expensive hydrogen ion conductive polymer electrolyte is used only in a part of the composite membrane, the manufacturing cost becomes very low.

본 발명에서는 이와 같이 기존의 전해질막이 갖고 있는 문제점을 해결하므로써 보다 저렴하고, 내구성이 크며, 전지 구성요소에 유해하지 않은 특성을 갖는 강화된 복합 고분자 전해질막을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a reinforced composite polymer electrolyte membrane having a cheaper, more durable, and not harmful to battery components by solving the problems of the existing electrolyte membrane as described above.

본 발명의 목적은 상기 설명한 복합 고분자 전해질막의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 물리적 강도가 높고, 전해질막의 제조 단가가 저렴하며, 내구성이 좋은 모자이크형 복합 고분자 전해질막 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the problems of the composite polymer electrolyte membrane described above, and to provide a mosaic-type composite polymer electrolyte membrane having a high physical strength, a low manufacturing cost of the electrolyte membrane, and a high durability.

도 1은 연료 전지 구성도.1 is a fuel cell configuration diagram.

도 2는 전해질막과 전극의 결합체를 도시한 개략도.2 is a schematic view showing a combination of an electrolyte membrane and an electrode.

도 3은 불활성 고분자 필름을 도시한 개략도.3 is a schematic diagram illustrating an inert polymer film.

도 4는 불활성의 다공성 고분자막을 도시한 개략도.4 is a schematic diagram illustrating an inert porous polymer membrane.

도 5는 다공성 고분자막 위에 불활성 필름을 함침시킨 형태를 도시한 개략도.5 is a schematic view showing a form impregnated with an inert film on a porous polymer membrane.

도 6은 도 5의 중간 부분에 이온 전도성 고분자 전해질을 함침시킨 복합막을 도시한 개략도.FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a composite membrane in which an ion conductive polymer electrolyte is impregnated in an intermediate portion of FIG. 5; FIG.

도 7은 강화 고분자막과 전극의 결합체를 도시한 개략도.7 is a schematic view showing a combination of a reinforced polymer film and an electrode.

도 8은 한면에 4개의 전극을 형성시킨 강화 고분자막과 전극의 결합체를 도시한 개략도.8 is a schematic diagram showing a combination of an electrode and a reinforced polymer film having four electrodes formed on one surface thereof.

도 9는 외곽 부분에 가스켓 역할을 하는 돌기가 형성된 복합막을 도시한 개략도.Figure 9 is a schematic diagram showing a composite membrane formed with protrusions serving as a gasket on the outer portion.

도 10은 도 8의 단면도.10 is a cross-sectional view of FIG. 8.

도 11은 복합 전해질막을 사용하여 제작한 단위전지의 성능 측정 그래프.11 is a performance measurement graph of a unit cell produced using a composite electrolyte membrane.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1: 연료극 쪽 분리판, 2, 4: 가스켓,1: separator plate 2, 4: gasket,

3: 전극-전해질막 결합체, 5: 공기극 쪽 분리판,3: electrode-electrolyte membrane assembly, 5: separator on the cathode side,

6: 수소 입구, 7: 지지판,6: hydrogen inlet, 7: support plate,

8: 고정 볼트, 9: 수소 이온 전도성 전해질막,8: fixed bolt, 9: hydrogen ion conductive electrolyte membrane,

10: 전극, 11: 불활성 고분자 필름,10: electrode, 11: inert polymer film,

12: 불활성 고분자 필름의 잘라낸 부분,12: cut out portion of the inert polymer film,

13: 다공성막,13: porous membrane,

14: 불활성 고분자 필름이 함침된 다공성막,14: porous membrane impregnated with an inert polymer film,

15: 이온 전도성 고분자 수지가 함침된 부분,15: impregnated with an ion conductive polymer resin,

16: 전극, 17: 가스켓용 돌기.16: electrode, 17 projection for gasket.

본 발명자들은 불활성의 다공성 고분자막을 지지체로 하여 복합 고분자막을 제조함에 있어서, 전해질막과 전극이 직접 접촉하는 부분에는 수소 이온 전도성 고분자 전해질 수지를 함침시키고, 그 이외의 부분에는 불활성의 고분자를 함침시켜 고분자 전해질막을 제조하므로써, 내구성이 향상되고, 용매에 의한 팽윤이 최소화되며, 제조 단가가 저렴한 모자이크형의 복합 고분자 전해질막을 제조할 수 있고, 가스켓 역할을 하는 돌기를 복합막의 외곽에 고정시켜 전해질막과 가스켓을 일체형으로 만들므로써 가스켓을 추가로 제조, 설치하는 문제를 해결할 수 있는 방법을 개발하여 본 발명에 이르게 되었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In manufacturing a composite polymer membrane using an inert porous polymer membrane as a support body, the part which directly contacts an electrolyte membrane and an electrode is impregnated with a hydrogen ion conductive polymer electrolyte resin, and the other part is impregnated with an inert polymer. By manufacturing the electrolyte membrane, durability can be improved, solvent swelling can be minimized, and a mosaic type composite polymer electrolyte membrane can be manufactured at low manufacturing cost, and the electrolyte membrane and the gasket are fixed by fixing the projections serving as the gasket to the outside of the composite membrane. The present invention has been developed by developing a method that can solve the problem of manufacturing and installing additional gaskets by making them integral.

따라서, 본 발명은 수소 이온 전도성이 없는 다공성의 고분자막을 지지체로 하여, 지지체의 전체 면적 중 전극과 직접 접촉하게 되는 안쪽 부분에는 수소 이온 전도성 고분자 전해질 수지를 함침시켜 기공을 막는 단계, 전해질 수지가 함침되지 않은 나머지 외곽 부분에는 불활성 고분자를 도포하는 단계를 포함하는 모자이크형의 복합 고분자 전해질막의 제조 방법과 상기 모자이크형 복합 고분자 전해질막의 외곽 부분에 가스켓 역할을 하는 돌기를 형성시키는 방법에 관한 것이다.Therefore, in the present invention, a porous polymer membrane having no hydrogen ion conductivity is used as a support, and a step of blocking pores by impregnating a hydrogen ion conductive polymer electrolyte resin in an inner portion of the entire area of the support which is in direct contact with the electrode, impregnating the electrolyte resin. The remaining outer portion is not related to the method for producing a mosaic-type composite polymer electrolyte membrane comprising the step of applying an inert polymer and to a method for forming a projection serving as a gasket on the outer portion of the mosaic-type composite polymer electrolyte membrane.

본 발명의 한 구현 예에 따라, 모자이크형 복합 고분자 전해질막은 도 3에 도시된 바와 같이, 먼저 다공성막과 동일한 크기의 불활성 고분자 필름(11)을 준비하여 전극 크기에 맞게 내부의 일정 부분(12)을 잘라낸다. 상기 고분자 필름을 도 4의 다공성막(13) 위에 겹쳐 놓고, 고온 고압의 프레스로 압착하여 도 5와 같이 고분자 필름을 다공성막 위에 접착 또는 함침시킨다. 다음에는 상기의 고분자 필름이 도포되지 않은 부분(13)에 고분자 전해질 수지를 도포하여 다공성막의 기공을 완전히 막아(15) 강화된 복합 전해질막을 제조한다. 상기 고분자 전해질의 함침이 완료되면 제조된 복합막을 건조시킨 후, 80 내지 90℃의 0.5 내지 3몰 농도의 황산으로 처리한 다음, 다시 90℃의 초순수로 처리하여 강화된 복합 전해질막을 제조한다. 상기의 복합 전해질막에서 전해질이 코팅된 부분(15)의 양쪽면에 촉매 물질을 코팅하여 전극(16)을 제조하면 도 7과 같은 전해질막-전극 결합체의 제조가 완성된다.According to one embodiment of the invention, the mosaic-type composite polymer electrolyte membrane, as shown in Figure 3, first to prepare an inert polymer film 11 of the same size as the porous membrane to a predetermined portion 12 in accordance with the electrode size Cut off. The polymer film is superimposed on the porous membrane 13 of FIG. 4, and the polymer film is compressed by pressing at a high temperature and high pressure to bond or impregnate the polymer film on the porous membrane as shown in FIG. 5. Next, a polymer electrolyte resin is applied to a portion 13 to which the polymer film is not applied, thereby completely blocking pores of the porous membrane 15, thereby preparing a reinforced composite electrolyte membrane. After the impregnation of the polymer electrolyte is completed, the prepared composite membrane is dried, treated with sulfuric acid at a concentration of 0.5 to 3 mol of 80 to 90 ℃, and then treated with ultra pure water of 90 ℃ again to prepare a reinforced composite electrolyte membrane. When the electrode 16 is manufactured by coating a catalyst material on both sides of the electrolyte-coated portion 15 in the composite electrolyte membrane, the preparation of the electrolyte membrane-electrode assembly as shown in FIG. 7 is completed.

도 8은 한장의 전해질막 위에 4개의 전극을 형성시킨 고분자막과 전극의 결합체를 도시한 것으로서, 각 전극 사이의 공간은 불활성 고분자 물질 (14)로 채워져 있기 대문에, 상기 4개의 전극은 이온전도성 막에 의해 서로 연결되지 않게 된다. 이와 같은 전극의 형태는 모노폴라(monopolar) 스택을 제조하는데 사용된다.FIG. 8 illustrates a combination of a polymer membrane and an electrode in which four electrodes are formed on a single electrolyte membrane, and since the space between the electrodes is filled with an inert polymer material 14, the four electrodes are ion conductive membranes. Are not connected to each other by This type of electrode is used to fabricate monopolar stacks.

상기에 설명한 바와 같은 방법으로 모자이크형 복합 고분자막을 제조할 때, 불활성 고분자 수지로 다공성막의 외곽 부분을 처리하는 방법은 아래와 같은 여러 가지 방법 중의 하나를 사용할 수 있다.When manufacturing the mosaic-type composite polymer membrane by the method described above, the method of treating the outer portion of the porous membrane with an inert polymer resin may be used one of the following various methods.

첫째 방법은 10 내지 50 마이크로미터 두께의 필름 형태로 된 불활성 고분자 수지를 사용하는 방법으로, 다공성 고분자막과 동일한 크기의 불활성 고분자 필름을 준비하고, 상기 필름의 가운데 부분을 전극 크기와 동일한 크기로 오려낸 뒤,도 5에서와 같이 다공성 고분자막에 겹쳐 놓고 고온의 프레스 또는 칼렌더링 장치에서 압착하여 용융된 고분자 수지가 다공성 고분자막의 기공에 함침 또는 접착되도록 한다.The first method is to use an inert polymer resin in the form of a film of 10 to 50 micrometers thick, to prepare an inert polymer film of the same size as the porous polymer membrane, and cut out the center portion of the film to the same size as the electrode size After that, as shown in FIG. 5, the polymer layer is superimposed on the porous polymer membrane and pressed in a hot press or calendering device to impregnate or adhere the molten polymer resin to the pores of the porous polymer membrane.

두 번째 방법은 불활성 고분자 수지의 분말을 용매에 용해시킨 뒤, 생성 용액을 다공성 고분자막의 소정의 부분에 일정한 두께로 얇게 칠한 다음 건조시키고, 건조가 완료되면 다공성 고분자막의 위아래에 지지용 박판을 겹쳐 놓은 뒤, 고온의 프레스 또는 칼렌더링 장치에서 압착하여 불활성 고분자 수지를 용융시켜 다공성막의 기공 내부로 함침되도록 하는 방법이다.In the second method, the powder of inert polymer resin is dissolved in a solvent, and then, the resultant solution is thinly coated on a predetermined portion of the porous polymer membrane with a predetermined thickness and dried, and when the drying is completed, the supporting thin plates are stacked on the top and bottom of the porous polymer membrane. Afterwards, a high-pressure press or calendering device is used to melt the inert polymer resin to impregnate the pores of the porous membrane.

세 번째 방법은 상기의 불활성 고분자 수지를 고온에서 용융시키거나 또는 용액에 녹인 다음, 테이프 캐스팅법, 침지법, 분무법, 브러싱법 등을 사용하여 다공성 고분자막에 함침시키는 방법이다.The third method is a method in which the inert polymer resin is melted at a high temperature or dissolved in a solution, and then impregnated into the porous polymer membrane by using a tape casting method, dipping method, spraying method, or brushing method.

상기 다공성 고분자막의 외곽 부분에 함침시키는 불활성 고분자 수지로는 수소 이온 전도성이 없고 전기화학적으로 안정하며, 용융점이 150℃ 이상인 고분자 물질의 분말 또는 필름을 사용하며, 실리콘, PTFE, 폴리비닐리덴 플루오라이드 (polyvinyliden fluoride, 이하 PVDF), 폴리에틸렌 (polyethylene, 이하 PE), 폴리술폰 (polysulfone, 이하 PS), 폴리프로필렌 (polypropylene, 이하 PP), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (polyethylene terephthalate, 이하 PET), 폴리이미드 (polyimide, 이하 PI), 폴리에테르술폰 (polyethersulfone, 이하 PES) 또는 이들 고분자 수지를 2종 이상 혼합시킨 물질 중에서 선택될 수 있으며, 이중에서 PVDF 또는 PTFE가 바람직하다.As the inert polymer resin impregnated in the outer portion of the porous polymer membrane, there is no hydrogen ion conductivity and is electrochemically stable, and a powder or film of a polymer material having a melting point of 150 ° C. or more is used, and silicon, PTFE, polyvinylidene fluoride ( polyvinyliden fluoride (PVDF), polyethylene (polyethylene, PE), polysulfone (PS), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyimide (PP) PI), polyethersulfone (hereinafter referred to as PES), or a material obtained by mixing two or more of these polymer resins, and among them, PVDF or PTFE is preferable.

고온 프레스 또는 칼렌더링(calendering) 장치를 이용한 가열압착시의 온도는 고분자 수지의 용융 온도 근처가 적당하나, 불활성 고분자 수지가 전해질 영역 쪽으로 침투해 들어가는 것을 방지하기 위해서는 불활성 고분자 수지의 용융 온도보다 낮은 온도에서 압착하는 것이 바람직하다. 예를 들어 폴리비닐리덴 플루오라이드의 경우에는 150 내지 170℃ 범위에서 압착시키는 것이 적당하다. 상기 불활성 고분자 수지를 함침 또는 접착시키는 방법은 고온압착법, 칼렌더링법, 테이프 캐스팅법, 침지법, 브러싱법 등으로부터 선택되며, 이 중에서 칼렌더링법이나 고온압착법이 적당하다.The temperature during hot pressing using a hot press or calendering device is suitable near the melting temperature of the polymer resin, but is lower than the melting temperature of the inert polymer resin to prevent the inert polymer resin from penetrating into the electrolyte region. It is preferable to compress at. For example, in the case of polyvinylidene fluoride, it is suitable to compress in the range of 150-170 degreeC. The method of impregnating or adhering the inert polymer resin is selected from a high temperature compression method, a calendering method, a tape casting method, an immersion method, a brushing method, and the like, of which a calendering method and a high temperature compression method are suitable.

상기 불활성 고분자 수지를 다공성막에 함침시키는 과정에서 고분자 수지가 전해질이 함침되는 부분까지 침투되는 것을 방지하기 위해서는, 다공성막의 면적 중에서 전해질이 함침될 부분에 테프론 종이 등을 이용해 마스킹 (masking)을 하는 것이 필요하다. 또한, 고분자 수지를 도포한 후 복합막이 말리는 현상을 방지하기 위해서는 다공성막의 양쪽면에 불활성 고분자 수지를 함침 또는 접착시키는 것이 바람직하다. 예를 들어, 다공성막의 양면에 각각 얇은 고분자 수지 필름을 겹쳐놓고 고온에서 압착하면 평평한 복합막이 제조된다.In order to prevent the polymer resin from penetrating into the electrolyte-impregnated part in the process of impregnating the inert polymer resin into the porous membrane, masking is performed using a Teflon paper or the like in the area of the porous membrane to be impregnated with the electrolyte. need. In addition, in order to prevent the composite membrane from curling after applying the polymer resin, it is preferable to impregnate or adhere the inert polymer resin to both surfaces of the porous membrane. For example, when a thin polymer resin film is superposed on both sides of the porous membrane and pressed at high temperature, a flat composite membrane is produced.

상기의 모자이크형 복합막을 이용하면 전해질막과 가스켓을 일체형으로 만들 수 있기 때문에 추가의 가스켓 없이도 사용이 가능하다. 이를 위해서는 외곽 쪽에 고분자 수지가 함침되는 부분을 두껍게 만들거나, 또는 도 9 및 도 10에서처럼 불활성 고분자가 함침된 외곽 부분(14)에 높이 0.2 내지 2.0 밀리미터, 폭 0.5 내지 3.0 밀리미터의 돌기(17)를 형성시켜서 가스켓 역할을 하게 한다. 여기에서 상기돌기의 재료로는 PTFE, PVDF, PP, PE, PET, 바이톤 (viton), 실리콘 수지 등을 사용할 수 있으며, 상기 돌기는 도 10에 나타낸 바와 같이 막의 한쪽면에만 또는 양쪽면 모두에 형성시킬 수 있다.When the mosaic composite membrane is used, the electrolyte membrane and the gasket may be integrally formed, and thus the use may be performed without additional gaskets. To this end, thickening of the portion impregnated with the polymer resin on the outer side, or as shown in Figs. 9 and 10, the projection 17 having a height of 0.2 to 2.0 millimeters in height and 0.5 to 3.0 millimeters in width is applied to the outer portion 14 impregnated with the inert polymer. To form a gasket. Herein, materials of the protrusions may be PTFE, PVDF, PP, PE, PET, viton, silicone resin, or the like, and the protrusions may be formed on only one side or both sides of the membrane as shown in FIG. 10. Can be formed.

상기의 모자이크형 복합 고분자 전해질막을 제조하는 과정에서, 상기와 같이 불활성 고분자 수지를 이용하여 다공성막의 외곽 부분의 기공을 막은 다음, 수소 이온 전도성 고분자 전해질을 함침시키기 위해서는 다음과 같은 두 가지 방법을 사용할 수 있다.In the process of manufacturing the mosaic-type composite polymer electrolyte membrane, the following two methods may be used to impregnate the pores of the outer portion of the porous membrane using an inert polymer resin as described above, and then impregnate the hydrogen ion conductive polymer electrolyte. have.

첫째는, 수소 이온 전도성 고분자인 퍼플루오로 술폰산(-SO3H) 또는 퍼플루오로 술포네이트(-SO3X, X=Na, K)가 알콜 등의 혼합용매에 녹아 있는 전해질 용액을 사용하는 방법이다. 상기의 전해질 용액을 다공성막의 전해질 부분에 함침시킨 뒤 건조시키며, 상기의 함침과 건조 과정을 반복하여 상기 다공성막의 기공이 완전히 막히도록 한다. 건조가 완료되면 고온의 황산 용액과 초순수 용액으로 처리한다. 상기 전해질 용액을 함침시키는 방법으로는 분무법, 테이프 캐스팅법, 침지법 등의 군으로부터 선택되며, 바람직하게는 분무법 또는 테이프 캐스팅법을 사용한다.First, using an electrolyte solution in which a hydrogen ion conductive polymer, perfluoro sulfonic acid (-SO 3 H) or perfluoro sulfonate (-SO 3 X, X = Na, K) is dissolved in a mixed solvent such as alcohol. Way. The electrolyte solution is impregnated into the electrolyte portion of the porous membrane and then dried, and the pores of the porous membrane are completely blocked by repeating the impregnation and drying process. When drying is complete, the solution is treated with hot sulfuric acid and ultrapure water. The method of impregnating the electrolyte solution is selected from the group of spraying, tape casting, dipping and the like, and preferably spraying or tape casting is used.

둘째 방법으로는, 퍼플루오로 술폰산의 전구체인 퍼플루오로 술포닐 할로겐화물(-SO2X, X=F, Cl)을 사용하여 다공성막을 함침시킨다. 분말 형태 또는 필름 형태의 퍼플루오로 술포닐 할로겐화물을 다공성막 위에 겹쳐놓은 다음, 230 내지 320℃로 가열된 프레스 또는 칼렌더기로 50내지 300 기압으로 압착하여 함침시키고, 함침된 퍼플루오로 술포닐 할로겐화물을 이온 전도성 물질로 전환시키기 위한 후처리 과정을 수행하여 강화된 복합 전해질막을 제조한다. 또는 상기 퍼플루오로 술포닐 할로겐화물을 고온에서 용융시킨 다음, 테이프 캐스팅법, 브러싱법 또는 침지법 등의 방법을 사용하여 다공성막에 함침시킨다. 후처리 과정은 먼저 60 내지 120℃ 정도의 진한 알칼리 용액, 바람직하게는 가성소다 수용액 (NaOH 용액) 또는 수산화칼륨 수용액 (KOH 용액) 속에 술포닐 할로겐화물이 함침된 고분자막을 침지시킨 후 비등시켜 할로겐기를 나트륨 (Na) 또는 칼륨 (K)기로 치환시킨 (-SO3Na 또는 -SO3K) 후, 다시 60 내지 100℃의 황산용액으로 처리하여 알칼리 금속기를 수소기로 치환시켜 수소 이온 전도성 물질인 퍼플루오로 술폰산 (-SO3H)으로 전환시키는 것으로 이루어진다.In a second method, the porous membrane is impregnated with perfluoro sulfonyl halide (-SO 2 X, X = F, Cl), which is a precursor of perfluoro sulfonic acid. Perfluoro sulfonyl halide in powder or film form was superimposed on the porous membrane, and then impregnated by pressing at 50 to 300 atmospheres with a press or calender heated to 230 to 320 ° C., and impregnated perfluoro sulfonyl halogen A post-treatment process for converting the cargo into an ion conductive material is performed to prepare a reinforced composite electrolyte membrane. Alternatively, the perfluoro sulfonyl halide is melted at a high temperature, and then impregnated into the porous membrane using a tape casting method, a brushing method, or a dipping method. The post-treatment process is first performed by immersing a polymer membrane impregnated with sulfonyl halide in a concentrated alkali solution, preferably caustic soda solution (NaOH solution) or potassium hydroxide solution (KOH solution), at a temperature of about 60 to 120 ° C, followed by boiling. Substituted with sodium (Na) or potassium (K) group (-SO 3 Na or -SO 3 K), and then treated with sulfuric acid solution at 60 to 100 ° C. to replace alkali metal group with hydrogen group to perfluoro which is a hydrogen ion conductive material To sulfonic acid (-SO 3 H).

일반적으로, 퍼플루오로 술폰산의 전구체인 퍼플루오로술포닐 할로겐화물은 230 내지 320 ℃의 온도에서 용융된 상태로 존재하므로, 상기 고온에서 직접 다공성막에 함침시킬 수 있으며, 이후 함침된 퍼플루오로술포닐 할로겐화물을 퍼플루오로 술폰산으로 전환시킴으로써 간편하게 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 전해질막을 제조할 수 있다. 또한, 함침 공정이 고온에서 수행되기 때문에 지지체인 다공성막과 전해질 사이의 결합력이 증대되어 핀홀의 형성이 방지되고, 막의 내구성이 향상된다. 퍼플루오로술포닐 할로겐화물은 바람직하게는 퍼플루오로술포닐 플루오라이드 또는 퍼플루오로술포닐 클로라이드이다.In general, perfluorosulfonyl halides, which are precursors of perfluoro sulfonic acid, are present in a molten state at a temperature of 230 to 320 ° C., so that they can be directly impregnated into the porous membrane at the high temperature, and then impregnated perfluoro By converting the sulfonyl halide to perfluoro sulfonic acid, a polymer electrolyte membrane having hydrogen ion conductivity can be prepared simply. In addition, since the impregnation process is carried out at a high temperature, the bonding force between the porous membrane serving as the support and the electrolyte is increased to prevent the formation of pinholes and to improve the durability of the membrane. Perfluorosulfonyl halides are preferably perfluorosulfonyl fluoride or perfluorosulfonyl chloride.

상기의 퍼플루오로술포닐 할로겐화물을 사용하여 모자이크형 복합막을 제조하는 방법을 사용하는 경우, 핀홀의 발생을 완전히 방지하기 위해서는 상기의 복합막 위에 추가로 전해질 필름을 얇게 형성시킬 수도 있다. 1차로 형성된 복합막을 상기에 명시된 후처리 방법을 사용하여 술포닐 할로겐화물 형태의 전해질을 퍼플루오로 술폰산 형태로 전환시킨 다음, 이 복합막의 표면에 추가로 전해질 수지 필름을 도포한다. 이때 도포되는 전해질 필름의 두께는 2 내지 50 ㎛가 바람직하다. 상기 전해질 수지 필름의 코팅은 분무법, 브러싱법, 침지법, 스크린 프린팅법 또는 테이프 캐스팅법을 사용하여 실시할 수 있다.In the case of using the method for producing a mosaic-type composite film using the perfluorosulfonyl halide described above, an electrolyte film may be further thinly formed on the composite film in order to completely prevent generation of pinholes. The first composite membrane formed is converted to the sulfonyl halide form electrolyte into the perfluoro sulfonic acid form using the post-treatment method specified above, and then an electrolyte resin film is further applied to the surface of the composite membrane. At this time, the thickness of the electrolyte film to be applied is preferably 2 to 50 ㎛. Coating of the electrolyte resin film may be carried out using a spray method, a brushing method, a dipping method, a screen printing method or a tape casting method.

상기의 모자이크형 복합막을 제조함에 있어서 사용하는 고분자 전해질 물질로는 퍼플루오로 술포닐 할로겐화물, 퍼플루오로 술폰산, 퍼플루오로 카르복실산, 폴리스티렌술폰산, 폴리스티렌 카르복실산 계통의 고분자 전해질 또는 상기의 술폰산 또는 카르복실산의 수소 이온이 나트륨 또는 칼륨 등의 이온으로 치환되어 있는 형태의 고분자 물질 또는 이러한 고분자 전해질이 알코올과 물의 혼합용매에 2 내지 50 중량%로 용해되어 있거나 분산된 용액으로부터 선택된다.The polymer electrolyte material used in preparing the mosaic composite membrane may be a perfluoro sulfonyl halide, a perfluoro sulfonic acid, a perfluoro carboxylic acid, a polystyrene sulfonic acid, a polystyrene carboxylic acid-based polymer electrolyte, or the The polymer material in the form in which hydrogen ions of sulfonic acid or carboxylic acid are substituted with ions such as sodium or potassium, or the polymer electrolyte is selected from a solution dissolved or dispersed at 2 to 50% by weight in a mixed solvent of alcohol and water.

상기 모자이크형 복합 고분자 전해질막을 제조하기 위해 사용하는 다공성 고분자막은 당업계에 공지된 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리이미드, 폴리술폰, 폴리에테르술폰, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌의 군에서 선택되며, 이중에서 폴리테트라플루오로에틸렌 또는 폴리비닐리덴 플루오라이드가 바람직하다. 상기 다공성 고분자막은 기공도가 30 내지 90%이고, 기공 크기가 0.01 내지 5.0 ㎛이며, 두께가 10 내지 200 ㎛인 것이 바람직하다.The porous polymer membrane used to prepare the mosaic composite polymer electrolyte membrane is selected from the group of polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyimide, polysulfone, polyethersulfone, polyethylene and polypropylene known in the art. Of these, polytetrafluoroethylene or polyvinylidene fluoride is preferred. The porous polymer membrane has a porosity of 30 to 90%, a pore size of 0.01 to 5.0 μm, and a thickness of 10 to 200 μm.

상기의 방법으로 제조된 모자이크형 복합 고분자 전해질막의 최종 두께는 20 내지 300 ㎛가 바람직하다.The final thickness of the mosaic composite polymer electrolyte membrane prepared by the above method is preferably 20 to 300 μm.

상기의 복합막에 가스켓용 돌기를 형성시키기 위해서는 미리 제조된 금형을 이용하여 복합막의 외곽에 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같은 형태의 불활성 고분자의 띠를 형성시키며, 이때 형성된 띠, 즉 돌기의 규격은 높이 0.1 내지 3.0 밀리미터, 폭 0.3 내지 30 밀리미터이며, 바람직하게는 높이 0.5 내지 1.5 밀리미터, 폭 1 내지 3 밀리미터가 적당하다. 상기 가스켓 돌기는 도 10에 도시된 바와 같이 복합막의 한쪽면에만 형성시키거나 또는 양쪽면 모두에 형성시킬 수 있다. 상기 가스켓 돌기의 재질로는 실리콘 수지, 바이톤 수지 (Viton), PVDF, PTFE, PP, PI, PS, PES, PE, PET 또는 이들을 2개 이상 혼합한 불활성 고분자 수지를 사용하는 것이 적당하다.In order to form the projections for the gasket on the composite film, a band of an inert polymer having a shape as shown in FIGS. 9 and 10 is formed on the outer side of the composite film by using a mold manufactured in advance. The standard is 0.1 to 3.0 millimeters in height, 0.3 to 30 millimeters in width, and preferably 0.5 to 1.5 millimeters in height and 1-3 millimeters in width. As shown in FIG. 10, the gasket protrusion may be formed on only one surface of the composite film or both surfaces. As the material of the gasket protrusion, it is suitable to use a silicone resin, Viton resin, PVDF, PTFE, PP, PI, PS, PES, PE, PET or an inert polymer resin in which two or more thereof are mixed.

상기 제조된 복합 고분자 전해질막의 물리적 강도를 향상시키기 위하여 80 내지 150℃의 초순수 또는 수증기 중에서 1시간 이상 가열하는 후처리 공정을 수행할 수 있다.In order to improve the physical strength of the prepared composite polymer electrolyte membrane may be carried out a post-treatment step of heating for more than 1 hour in ultrapure water or steam of 80 to 150 ℃.

다음은 하기 실시예를 통하여 본 발명의 방법을 더욱 자세하게 설명한 것이며, 본 발명은 이러한 실시예에 의해 제한받지 않는다.The following is a more detailed description of the method of the present invention through the following examples, the present invention is not limited by these examples.

<실시예 1> (모자이크막 번호 = MCF-01)Example 1 (Mosaic Film No. = MCF-01)

먼저, 소량의 비전도성 PVDF 레진 분말 (Kynar)을 압착기에서 170℃, 100기압으로 가열 압착하여 40㎛ 두께의 PVDF 필름을 제조하여 10cm x 10cm 크기로 절단하였다. 또한, 동일한 과정을 거쳐 퍼프루오로술포닐플루오라이드(PFSF) 분말(Du Pont 사)을 250℃, 100 기압의 조건으로 가열 압착하여 40㎛ 두께의 PFSF 필름을 제조하였다. 다음에는 도 3에서와 같이 2장의 10 cm x 10 cm 크기의 PVDF 필름의안쪽을 5cm x 5cm 만큼 오려낸 다음, 이것을 다공성 PTFE막 (두께=10 ㎛, 크기=10cm x 10cm, Tetratec사)의 양쪽에 겹쳐놓는다. PVDF가 겹쳐진 다공성 PTFE막을 190℃의 가열프레스에서 100 기압의 압력으로 5분간 가열 압착한 다음, 서서히 냉각하여 PVDF가 외곽 부분에 코팅된 다공성 테프론 막을 제조하였다.First, a small amount of non-conductive PVDF resin powder (Kynar) was heat-compressed at 170 ° C. and 100 atm in a press to produce a 40 μm-thick PVDF film, which was cut to a size of 10 cm × 10 cm. Further, through the same process, perfluorosulfonyl fluoride (PFSF) powder (Du Pont Co., Ltd.) was thermally compressed under a condition of 250 ° C. and 100 atm to prepare a PFSF film having a thickness of 40 μm. Next, as shown in Fig. 3, two inner 10 cm x 10 cm sized PVDF films were cut out by 5 cm x 5 cm, and then both sides of the porous PTFE membrane (thickness = 10 µm, size = 10 cm x 10 cm, Tetratec) Overlay on. The porous PTFE membrane overlaid with PVDF was heat-compressed for 5 minutes at a pressure of 100 atm in a heating press at 190 ° C., and then cooled slowly to prepare a porous Teflon membrane coated with PVDF.

상기의 과정을 거쳐 얻어진 PVDF-테프론 막의 중앙 부분, 즉 PVDF가 코팅되지 않은 다공성 테프론 막의 중앙 부분 (5cm x 5cm 크기) (13)의 양쪽 면에 전해질 전구체인 PFSF 필름(5cm x 5cm 크기) (15)을 붙인 다음 250℃, 100 기압의 조건으로 가열 압착하였다. 상기와 같은 공정을 거친 후 PVDF와 PFSF가 코팅된 테프론막에는 기공이 더 이상 존재하지 않게 된다.PFSF film (5 cm x 5 cm size) as an electrolyte precursor on both sides of the central portion of the PVDF-Teflon membrane obtained through the above process, i.e., the central part (5 cm x 5 cm size) of the PVDF-coated porous Teflon membrane (13) (15) ) Was attached and then thermally compressed under a condition of 250 ° C. and 100 atm. After the above process, the pores are no longer present in the Teflon membrane coated with PVDF and PFSF.

이어서, 제조된 복합막을 90℃의 5몰 농도 가성소다 수용액에 넣고 3시간 동안 끓여 플루오라이드기를 나트륨기로 치환하고, 이것을 다시 90℃의 황산용액 (2몰 농도)에 넣고 2시간 동안 끓여 수소이온 전도성 모자이크형 복합 고분자 전해질막의 제조를 완료하였다. 제조된 막의 건조 상태에서의 전체 두께는 73 ㎛이었다 (모자이크막 번호 = MCF-01).Subsequently, the prepared composite membrane was placed in a 5 molar aqueous solution of sodium hydroxide at 90 ° C. and boiled for 3 hours to replace the fluoride group with sodium group, which was then added to a 90 ° C. sulfuric acid solution (2 molar concentration) and boiled for 2 hours to hydrogen ion conductivity. The preparation of the mosaic composite polymer electrolyte membrane was completed. The total thickness of the prepared membrane in the dry state was 73 μm (mosaic membrane number = MCF-01).

제조된 모자이크형 복합막을 전해질막으로 하여 전해질막-전극 결합체 (membrane-elelctrode assembly, 이하 MEA)를 제조하였다. 이때 애노드 쪽 전극에는 백금과 루테늄 금속의 함량이 총 3 mg/cm2가 되도록 하였고, 캐소드 쪽 전극에는 백금 함량이 3 mg/cm2가 되도록 하였으며, 전극의 크기는 각각 25 cm2(5cm x 5cm)이었다.An electrolyte membrane-electrode assembly (hereinafter referred to as MEA) was prepared using the prepared mosaic composite membrane as an electrolyte membrane. At this time, the total amount of platinum and ruthenium metal was 3 mg / cm 2 in the anode electrode, and the platinum content was 3 mg / cm 2 in the cathode electrode, and the size of the electrode was 25 cm 2 (5cm x 5cm, respectively). Was.

제조된 MEA를 도 1에 도시된 바와 같은 틀에 넣어 단위전지를 만든 다음, DMFC 성능 실험을 실시하였다. 성능시험 조건은 다음과 같다. 애노드 쪽으로는 2몰 농도 메탄올 수용액을 5cc/min의 속도로 흘려주고, 캐소드 쪽으로는 250 cc/min의 속도로 산소를 흘려주었으며, 단위전지의 온도는 90℃로 하였다. 실험 결과는 도 11과 같다. 모자이크형 복합막을 사용한 단위전지의 성능은 선행기술의 나피온 115(두께= 127㎛, Du Pont 사)를 전해질막으로 사용한 단위전지 (모든 실험에서 동일한 특성의 전극 사용)에 비해 우수한 특성을 나타냈다.The prepared MEA was put into a mold as shown in FIG. 1 to make a unit cell, and then a DMFC performance experiment was performed. Performance test conditions are as follows. Aqueous solution of 2 mol concentration methanol was flowed to the anode at a rate of 5 cc / min, oxygen was flowed to the cathode at a rate of 250 cc / min, and the unit cell temperature was 90 ° C. Experimental results are shown in FIG. 11. The performance of the unit cell using the mosaic-type composite membrane was superior to that of the prior art unit cell using Nafion 115 (thickness = 127 μm, Du Pont) as the electrolyte membrane (using the same electrode in all experiments).

<실시예 2> (모자이크막 번호=MCA-01)Example 2 (mosaic film number = MCA-01)

실시예 1과 동일한 방법으로 모자이크형 복합전해질막을 제조하였다. 그러나, 여기에서는 전해질 수지로서 퍼플루오로술포닐플루오라이드를 사용하지 않고, 수소 이온전도성 물질인 퍼플루오로술폰산 용액(20% 나피온 용액, Du Pont)을 사용하였다. 실시예 1에서와 같이 다공성 테프론막의 외곽 부분에 PVDF를 가열압착시킨 다음, 중앙의 다공성 막 부분에 20% 나피온 용액을 분무하였으며, 이때 다공성 막의 양쪽면에 나피온 용액을 순차적으로 분무하여 기공을 완전히 막을 수 있게 하였다.A mosaic composite electrolyte membrane was prepared in the same manner as in Example 1. However, perfluorosulfonyl fluoride was not used here as an electrolyte resin, but a perfluorosulfonic acid solution (20% Nafion solution, Du Pont) which was a hydrogen ion conductive material was used. As in Example 1, PVDF was hot pressed on the outer portion of the porous Teflon membrane, and then a 20% Nafion solution was sprayed on the central porous membrane portion, and the pores were sprayed sequentially on both sides of the porous membrane. It was completely preventable.

제조된 모자이크형 복합막을 90℃의 증류수에 넣고 2시간 동안 끓여 복합막의 전해질 부분을 안정화시켰다. 건조된 복합막의 최종 두께는 70 ㎛이었다 (모자이크막 번호=MCA-01). 제조된 모자이크형 복합막을 사용하여 상기 실시예 1과 같은 방법으로 MEA를 제조하였으며, 제조된 MEA를 사용하여 단위전지 성능을 측정하였다. 도 11 (MCA-01)에 도시된 바와 같이 기존의 나피온 115막에 비해 우수한 성능을 보였다.The prepared mosaic composite membrane was placed in distilled water at 90 ° C. and boiled for 2 hours to stabilize the electrolyte portion of the composite membrane. The final thickness of the dried composite membrane was 70 μm (mosaic membrane number = MCA-01). MEA was prepared in the same manner as in Example 1 using the prepared mosaic-type composite membrane, and the unit cell performance was measured using the prepared MEA. As shown in FIG. 11 (MCA-01), it showed superior performance compared to the conventional Nafion 115 membrane.

<실시예 3> (모자이크막 번호=MCAG-01)<Example 3> (mosaic film number = MCAG-01)

상기의 실시예 2와 같은 방법으로 모자이크형 복합막을 제조한 뒤, 상기 실시예 1과 같은 전극을 사용하여 MEA를 제조하였다. 이어서, 도 9와 같은 형태로 MEA의 외곽 부분에 개스킷 역할을 하는 돌기 (17)를 형성시켰다. 이때 돌기는 PVDF로 형성시켰으며, 돌기의 형상과 같은 거푸집(mold)에 상기의 PVDF (Kynar) 분말을 넣고 MEA 위에 위치시킨 다음 거푸집을 200℃로 순간 가열하여 PVDF 분말을 용융시켜 돌기를 형성시켰다. 고온의 용융상태에서 돌기를 형성시키기 때문에 돌기와 MEA 즉, 복합막과의 접착이 완벽하게 이루어진다. 제조된 돌기의 높이는 0.6mm 이고, 폭은 3 mm이었다 (모자이크막 번호=MCAG-01).After the mosaic composite film was manufactured in the same manner as in Example 2, MEA was manufactured using the same electrode as in Example 1. Subsequently, a protrusion 17 serving as a gasket was formed in the outer portion of the MEA in the form as shown in FIG. 9. At this time, the protrusions were formed of PVDF, and the above-mentioned PVDF (Kynar) powder was placed in the same mold as the shape of the protrusions and placed on the MEA, and the dies were heated at 200 ° C. to melt the PVDF powder to form the protrusions. . Since protrusions are formed in the molten state at high temperature, the adhesion between the protrusions and the MEA, that is, the composite film, is perfectly achieved. The height of the produced projections was 0.6 mm and the width was 3 mm (mosaic membrane number = MCAG-01).

개스킷이 형성된 모자이크형 MEA를 사용하여 상기의 실시예 1에서와 같은 방법으로 단위전지 성능을 측정하였다. 도 11 (MCAG-01)에 도시한 바와 같이 돌기가 형성된 MEA는 기밀성이 완벽하게 이루어졌으며 높은 단위전지 성능을 보였다.The unit cell performance was measured in the same manner as in Example 1 using the gasketed mosaic-shaped MEA. As shown in FIG. 11 (MCAG-01), the projection-formed MEA was completely airtight and showed high unit cell performance.

<실시예 4><Example 4>

실시예 1 및 2에서 제조한 모자이크형 복합막과 선행기술의 나피온 115 막의 물리적 강도를 측정하였다. 하기 표 1은 각 전해질막의 인장 강도(tensile strength) 측정치를 나타낸 것이다.The physical strengths of the mosaic composite membranes prepared in Examples 1 and 2 and the Nafion 115 membrane of the prior art were measured. Table 1 shows the tensile strength measurement of each electrolyte membrane.

표에서 보는 바와 같이 PFSF를 사용한 막(MCF-01)이 가장 우수한 특성을 보였다.As shown in the table, the membrane using PFSF (MCF-01) showed the best characteristics.

여러 전해질막의 인장 강도Tensile Strength of Various Electrolyte Membranes 전해질막 번호Electrolyte membrane number 인장 강도 (kgf/cm)Tensile strength (kgf / cm) MCF-001MCF-001 3.83.8 MCA-001MCA-001 3.33.3 MCAG-001MCAG-001 3.13.1 나피온 115Nafion 115 2.72.7

<비교예 1>Comparative Example 1

고분자 전해질막으로 순수 퍼플루오로술폰산으로 이루어진 두께 127 ㎛의 나피온 115(Du Pont 사) 전해질막 자체를 사용하여, 실시예 1에서와 같은 전극을 사용하여 MEA를 제조하고, 이것을 사용하여 단위전지 성능을 측정하였다. 성능측정 조건은 실시예 1과 같고, 측정결과는 도 11에 나타낸 바와 같다.Using a Nafion 115 (Du Pont) electrolyte membrane having a thickness of 127 μm made of pure perfluorosulfonic acid as the polymer electrolyte membrane, an MEA was prepared using the same electrode as in Example 1, and the unit cell was used. The performance was measured. Performance measurement conditions are the same as in Example 1, and the measurement results are shown in FIG.

본 발명에 따라 제조된 복합 고분자 전해질막을 연료 전지에 사용할 경우 높은 전지성능을 얻을 수 있으며, 고압의 운전 조건 하에서도 고분자 전해질막을 통한 기체의 누출이 최소화된다. 또한, 복합 전해질막의 외곽 부분에 불활성 고분자가 함침되어 있기 때문에, 전해질막의 전처리 과정이나 연료 전지에 사용하기 위한 준비 과정 중에서 수분 흡수 또는 건조에 따른 전해질막의 변형이 최소화되며, 이에 따라 취급이 용이하고, 장기간 운전시 전해질막의 손상이 최소화된다. 상기의 복합 전해질막을 연료 전지에 장착하는 경우 가스켓과 접촉하는 전해질막의 부분에 화학적으로 불활성인 고분자가 존재하기 때문에 가스켓이 손상되지 않으며, 운전 중에 전해질막의 변형이 나타나지 않아 내구성이 증가하게 된다. 불활성 고분자는 메탄올 흡수성이 매우 낮기 때문에 전극 이외의 부분을 통해서는 메탄올의 투과가이루어지지 않게 된다. 따라서, 메탄올 연료 전지에 직접 사용하는 경우 메탄올 크로스오버(crossover)를 크게 감소시켜 전지성능을 증가시킬 수 있게 된다.When the composite polymer electrolyte membrane prepared according to the present invention is used in a fuel cell, high cell performance can be obtained, and gas leakage through the polymer electrolyte membrane is minimized even under high pressure operating conditions. In addition, since the inert polymer is impregnated in the outer portion of the composite electrolyte membrane, deformation of the electrolyte membrane due to moisture absorption or drying is minimized during the pretreatment of the electrolyte membrane or during preparation for use in a fuel cell, and thus easy handling. Damage to the electrolyte membrane is minimized during prolonged operation. When the composite electrolyte membrane is mounted on a fuel cell, the gasket is not damaged because a chemically inert polymer is present in a portion of the electrolyte membrane contacting the gasket, and the electrolyte membrane is not deformed during operation, thereby increasing durability. Since the inert polymer has a very low methanol absorption, no permeation of methanol can be made through the portion other than the electrode. Therefore, when directly used in a methanol fuel cell, it is possible to significantly reduce the methanol crossover to increase the cell performance.

또한, 기존의 고분자 전해질막은 전극과 접촉하는 부분 이외에도 전해질이 존재하기 때문에 값비싼 전해질 물질을 낭비하게 된다. 그러나, 본 발명에서 제조한 복합 고분자 전해질막은 전해질의 사용을 최소화할 수 있기 때문에 전해질막의 제조 단가를 크게 줄일 수 있다.In addition, the existing polymer electrolyte membrane wastes an expensive electrolyte material because the electrolyte exists in addition to the portion in contact with the electrode. However, since the composite polymer electrolyte membrane prepared in the present invention can minimize the use of the electrolyte, the manufacturing cost of the electrolyte membrane can be greatly reduced.

Claims (26)

불활성의 다공성 고분자막을 제공하는 단계,Providing an inert porous polymer membrane, 상기 다공성 고분자막에서 전극과 직접 접촉하지 않는 부분에는 수소 이온 전도성이 없는 불활성 고분자 수지를 함침시켜 다공성막의 기공을 막는 단계,Impregnating an inert polymer resin having no hydrogen ion conductivity in a portion of the porous polymer membrane that is not in direct contact with an electrode to prevent pores of the porous membrane; 필름 또는 미세분말 형태의 퍼플루오로술포닐 할로겐화물을 다공성 고분자막의 전극과 직접 접촉하는 복수개의 부분에 펼쳐놓은 다음, 230 내지 320 ℃의 고온에서 압착시켜 복합 고분자막을 형성하고, 상기 형성된 고분자막에 알칼리 용액, 황산 용액 및 초순수를 순서대로 처리하여 상기의 퍼플루오로술포닐 할로겐화물을 퍼플루오로술폰산으로 전환시킴으로써 상기 다공성 고분자막에서 전극과 직접 접촉하는 복수개의 부분에 수소 이온 전도성 고분자 전해질 수지를 함침시키는 단계,The perfluorosulfonyl halide in the form of a film or fine powder is spread on a plurality of parts in direct contact with the electrode of the porous polymer membrane, and then compressed at a high temperature of 230 to 320 ° C. to form a composite polymer membrane, and the alkali is formed on the formed polymer membrane. Solution, sulfuric acid solution and ultrapure water in order to convert the perfluorosulfonyl halide to perfluorosulfonic acid to impregnate a hydrogen ion conductive polymer electrolyte resin in a plurality of portions in direct contact with the electrode in the porous polymer membrane. step, 상기에서 제조된 복합 고분자막을 고온의 황산 용액 및 초순수를 사용하여 순서대로 처리하는 단계 및Treating the composite polymer membrane prepared above in order using a high temperature sulfuric acid solution and ultrapure water, and 제조된 모자이크형 복합 전해질막의 전극과 직접 접촉하는 복수개의 부분 외곽의 불활성 고분자 수지 상에 각각 가스켓 기능을 하는 불활성 고분자 물질로 제조된 돌기를 형성시키는 단계Forming a projection made of an inert polymer material having a gasket function on each of the inert polymer resins outside the plurality of portions in direct contact with the electrodes of the prepared mosaic-type composite electrolyte membrane 를 포함하는, 복합 전해질막과 가스켓이 일체형으로 존재하는 모노폴라형 연료 전지용 모자이크형 복합 고분자 전해질막의 제조 방법.A method of producing a mosaic-type composite polymer electrolyte membrane for a monopolar fuel cell, comprising a composite electrolyte membrane and a gasket integrally present. 제1항에 있어서, 상기 다공성 고분자막의 기공도가 30 내지 90%이고, 기공 크기가 0.05 내지 5.0 ㎛이며, 두께가 10 내지 200 ㎛인 방법.The method of claim 1, wherein the porous polymer membrane has a porosity of 30 to 90%, a pore size of 0.05 to 5.0 μm, and a thickness of 10 to 200 μm. 제1항 또는 2항에 있어서, 상기 다공성 고분자막이 다공성의 폴리테트라플루오로에틸렌막, 폴리프로필렌막, 폴리에틸렌막, 폴리이미드막, 폴리술폰막, 폴리에테르술폰막 및 폴리비닐리덴 플루오라이드막으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.3. The porous polymer membrane according to claim 1 or 2, wherein the porous polymer membrane is made of porous polytetrafluoroethylene membrane, polypropylene membrane, polyethylene membrane, polyimide membrane, polysulfone membrane, polyether sulfone membrane and polyvinylidene fluoride membrane. Selected from the group. 제1항에 있어서, 상기의 다공성 고분자막에 불활성 고분자 수지를 함침시키는 단계가 PTFE, PVDF, PE, PP, PET, PI, PS, PES 및 이들의 혼합물 중에서 선택된 고분자 수지의 필름, 미세분말, 용융액 또는 유기용매에 용해된 용액을 고온 프레스법, 칼렌더링법, 테이프 캐스팅법, 브러싱법, 침지법 또는 분무법에 의해 상기 다공성 고분자막에 함침시킴으로써 수행되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the impregnating the inert polymer resin in the porous polymer membrane is a film, fine powder, melt or a polymer resin selected from PTFE, PVDF, PE, PP, PET, PI, PS, PES and mixtures thereof And impregnating the solution dissolved in the organic solvent into the porous polymer membrane by hot pressing, calendering, tape casting, brushing, dipping or spraying. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서, 상기 가열 압착이 압력 40 내지 300 kgf/cm2의 조건에서 수행되는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the hot pressing is performed at a pressure of 40 to 300 kgf / cm 2 . 제1항 또는 4항에 있어서, 불활성 고분자 수지 및 고분자 전해질 수지를 다공성 고분자막의 양쪽에 동시에 또는 순차적으로 함침시킴으로써 복합 전해질막에 핀홀 형성을 방지하거나 복합 고분자막의 감기는 현상을 방지하는 방법.The method according to claim 1 or 4, wherein the inert polymer resin and the polymer electrolyte resin are impregnated on both sides of the porous polymer membrane simultaneously or sequentially to prevent pinhole formation or the winding of the composite polymer membrane. 제1항에 있어서, 함침된 전해질막의 표면에 2 내지 50 ㎛의 두께로 퍼플루오로 술폰산, 퍼플루오로 카르복실산, 폴리스티렌술폰산 및 폴리스티렌카르복실산으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 전해질 필름을 고온 프레스법, 분무법, 브러싱법, 침지법, 테이프 캐스팅법 또는 스크린 프린팅법으로 도포하여 핀홀을 제거하는 단계를 추가로 포함하는 방법.The method of claim 1, wherein the electrolyte film selected from the group consisting of perfluoro sulfonic acid, perfluoro carboxylic acid, polystyrene sulfonic acid, and polystyrene carboxylic acid has a thickness of 2 to 50 µm on the surface of the impregnated electrolyte membrane. And spraying, brushing, dipping, tape casting or screen printing to remove the pinholes. 제1항 또는 10항에 있어서, 제조된 복합 고분자 전해질막의 최종 두께가 20 내지 300 ㎛인 방법.The method according to claim 1 or 10, wherein the prepared composite polymer electrolyte membrane has a final thickness of 20 to 300 µm. 삭제delete 제1항에 있어서, 가스켓 기능을 하는 돌기가 불활성 고분자 물질인 실리콘 수지, PVDF, PTFE, PP, PE, PET, 바이톤 및 이들의 2종 이상의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 것인 방법.The process according to claim 1, wherein the gasket functioning projection is selected from the group consisting of silicone resins, PVDF, PTFE, PP, PE, PET, Viton and mixtures of two or more thereof, which are inert polymer materials. 제1항에 있어서, 상기 일체형 복합막에 형성된 돌기의 높이가 0.1 내지 3 밀리미터이고, 폭이 0.1 내지 30 밀리미터인 방법.The method of claim 1, wherein the protrusions formed in the integrated composite membrane have a height of 0.1 to 3 millimeters and a width of 0.1 to 30 millimeters. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264299A (en) * 1991-12-26 1993-11-23 International Fuel Cells Corporation Proton exchange membrane fuel cell support plate and an assembly including the same
JPH07201347A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Toshiba Corp Fused carbonate fuel cell
US5635041A (en) * 1995-03-15 1997-06-03 W. L. Gore & Associates, Inc. Electrode apparatus containing an integral composite membrane
JPH1050332A (en) * 1996-08-07 1998-02-20 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell gas seal structure
US6057054A (en) * 1997-07-16 2000-05-02 Ballard Power Systems Inc. Membrane electrode assembly for an electrochemical fuel cell and a method of making an improved membrane electrode assembly
JP2000215903A (en) * 1999-01-25 2000-08-04 Toshiba Corp Solid high-molecular electrolyte type fuel cell

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5264299A (en) * 1991-12-26 1993-11-23 International Fuel Cells Corporation Proton exchange membrane fuel cell support plate and an assembly including the same
JPH07201347A (en) * 1993-12-28 1995-08-04 Toshiba Corp Fused carbonate fuel cell
US5635041A (en) * 1995-03-15 1997-06-03 W. L. Gore & Associates, Inc. Electrode apparatus containing an integral composite membrane
JPH1050332A (en) * 1996-08-07 1998-02-20 Aisin Seiki Co Ltd Fuel cell gas seal structure
US6057054A (en) * 1997-07-16 2000-05-02 Ballard Power Systems Inc. Membrane electrode assembly for an electrochemical fuel cell and a method of making an improved membrane electrode assembly
JP2000215903A (en) * 1999-01-25 2000-08-04 Toshiba Corp Solid high-molecular electrolyte type fuel cell

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