KR100746329B1 - 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법 - Google Patents

직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열처리된 막/전극 접합체로 제조된 직접 메탄올 연료전지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 직접 메탄올 연료전지의 막/전극 접합체를 열압착 공정 후에 곧바로 열처리하여 막과 전극간의 계면 접착성을 향상시켜 셀 저항을 저하시키고, 또한 전극 바인더의 용해도 억제 및 기계적 안정성을 향상시켜 전극내에서 바인더의 안정성을 지속시켜 줌으로서 연료전지의 성능 및 장기 안정성을 향상시킬 수 있는 직접 메탄올 연료전지의 막/전극 접합체의 열처리에 관한 것이다.

Description

직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법{Method for Annealing of Membrane/Electrode Assembly(MEA) for Direct Methanol Fuel Cell(DMFC)}
도 1은 본 발명의 비교예 및 실시예에 의해 제조한 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체에 연료 공급 3일 후 임피던스 변화를 나타낸 그래프(셀 구동 온도 : 30℃)이다.
도 2는 본 발명의 비교예 및 실시예에 의해 제조한 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체에 연료 공급 3일 후 성능 변화를 나타낸 그래프(셀 구동 온도 : 30℃)이다.
도 3은 본 발명의 열처리 온도 변화에 따라 나피온 바인더의 2M 메탄올 용액에 대한 용해도를 비교한 그래프이다.
도 4는 본 발명의 비교예 및 실시예에 의해 제조한 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체에 연료 공급 3개월 후 성능 변화를 나타낸 그래프(셀 구동 온도 : 30℃)이다.
본 발명은 열처리된 막/전극 접합체(Membrane/Electrode Assembly, MEA)로 제조된 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 직접 메탄올 연료전지의 막/전극 접합체를 열처리하여 전극 바인더의 용해도를 억제하고 기계적 안정성을 향상시켜 계면의 전기 화학적 안정성을 지속시켜 연료전지의 성능 및 장기 안정성을 향상시킬 수 있는 직접 메탄올 연료전지의 막/전극 접합체의 열처리에 관한 것이다.
최근 정보통신 기술의 급속한 발달로 다양한 제품들이 개발되면서 휴대전화, 노트북 컴퓨터, 개인휴대단말기(PDA), 디지털 카메라, 캠코더 등 휴대용 전자 기기 관련 기술의 급격한 성장이 이루어지고 있다.
이러한 휴대용 전자 기기 관련 기술의 발전은 보다 더 많은 정보를 요구하는 소비자의 기호를 충족시켜 주고자 휴대용 전자 기기의 고기능화로 나타나고 있다. 그러나 이들의 고기능화는 많은 에너지 소모로 장시간 연속 사용이 제약을 받게 되어 결과적으로 이들에게 에너지를 공급해주는 장치가 전자 기기 제품의 성능을 좌우하는 핵심 기술 요소가 되고 있다. 이러한 기술적 요구는 미국, 일본 등 많은 선진국들에서 연료전지 관련 기술에 대하여 더욱 활발히 연구, 개발하게 하는 원동력이 되고 있다.
연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환해주는 장치로 연료극에서는 연료의 산화 반응이, 산소극에서는 산소의 환원 반응이 일어난다. 연료전지의 기본 구조는 촉매를 담지한 연료극, 산소극 그리고 두 전극 사이에 전해질 막을 넣고 제조된 막/전극 접합체로 구성되어 있다. 막/전극 접합체에서 전해질 막은 촉매 작용에 따라 연료극에서 산소극까지 수소이온을 전달해주는 역할과 연료가 산소와 직접 섞이지 않도록 하는 격막 역할을 담당한다.
연료전지는 기존 내연기관에 비해 효율이 높아 연료 사용량이 적으며 배기가스 등의 문제가 적어 고청정 고효율 발전 장치라고 할 수 있다. 이들 연료전지는 사용하는 전해질 및 운용 온도에 따라 알칼리 연료전지, 고분자 전해질 연료전지, 직접 메탄올 연료전지, 인산형 연료전지, 용융 탄산염 연료전지, 고체 산화물 연료전지로 분류할 수 있다.
이 중 고분자 전해질 연료전지는 사용하는 전해질의 수소 이온 전도성을 최적화한 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로 운용 온도가 비교적 낮고, 다양한 범위의 출력을 낼 수 있어서 자동차용, 주거용, 비상용, 군사용 등 많은 분야에 적용될 수 있으나 현실적으로 경제성과 수소 저장상의 어려운 문제로 인하여 상용화를 위해서는 시간이 좀 더 필요할 것으로 보인다.
반면에 이러한 고분자 전해질 연료전지 기술에 기초하여 제조된 직접 메탄올 연료전지는 메탄올 연료 자체의 에너지 밀도가 높고, 전극 촉매상에서 연료로 쓰이는 메탄올이 산화되면서 수소이온을 직접 전해질을 통하여 전달할 수 있어서 고분자 전해질 연료전지에서 필수적인 수소 발생용 개질기가 필요 없게 되어 설계가 용이하고 제작이 쉽다는 장점이 있다.
그러나 직접 메탄올 연료전지의 핵심 구성 요소인 막/전극 접합체의 개발에 서 현재 가장 큰 문제는 전극 바인더로 사용한 나피온(Nafion)이 장기 사용시 연료인 동시에 용매인 메탄올에 용해된다는 점이다. 전극 바인더로 사용한 나피온이 연료로 공급되는 메탄올 용액에 의해 용해됨으로 인해 자연히 전극과 전해질 막의 접착력이 저하되어 전극과 전해질간의 계면 저항이 증가할 뿐만 아니라 장기적으로 셀 성능의 저하를 초래하게 된다. 따라서 보다 안정적이고 향상된 셀 성능을 얻기 위해서는 전극 바인더로 적용하는 나피온의 기계적, 화학적, 전기화학적 성능 향상이 요구된다.
한편, 본 발명과 관련된 종래의 기술로써 고분자 전해질만을 단순히 열처리하여 막/전극 접합체에 적용한 연구(미국 특허 제 6,649,295)가 있었으나 개발 기술의 성능 비교가 뚜렷하게 이루어지지 않았고 기술적으로 고분자 전해질을 먼저 열처리 한 후 막/전극 접합체를 제조하게 되면 막과 전극간의 접착력이 떨어져 막과 전극간에 형성된 계면 저항으로 인하여 셀 성능의 향상을 기대하기 어려운 문제가 있었다.
상기에서 언급한 문제를 해결하고자 본 발명은 직접 메탄올 연료전지 성능 개선을 위하여 열처리된 막/전극 접합체 제공을 목적으로 한다.
본 발명은 종래의 직접 메탄올 연료전지의 막/전극 접합체를 열처리하여 전극 바인더의 용해도를 억제하고 기계적 안정성을 향상시켜 막과 전극에 의해 형성된 계면의 전기 화학적 안정성을 지속시켜 줌으로서 직접 메탄올 연료전지의 성능 및 장기 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체는 고분자 전해질 막과 촉매 및 바인더를 포함하는 전극을 열가압 후 추가적인 열처리를 통하여 제조한다.
본 발명에 사용한 고분자 전해질 막은 산성 과불화 고분자 또는 그 염이며, 대표적인 상품으로는 나피온(Nafion, DuPont), 플레미온(Flemion, Asahi), 아시플렉스(Aciplex, Asahi), 다우(Dow, Dow Chemical) 등을 사용할 수 있다. 이들 고분자들은 주사슬이 불화수소계열 고분자로 이루어져 있어서 기계적 물성, 열적 안정성, 내화학성 등이 우수하다. 곁사슬도 불화수소계열 고분자로 이루어져 있으며 사슬 말단에는 술폰산기(sulfonic acid group)를 포함하고 있다.
본 발명에 사용한 고분자 전해질 막의 당량은 1200(mg/Eq) 또는 그 미만이고 바람직하기로는 1100(mg/Eq) 또는 그 미만이다.
본 발명에 사용한 고분자 전해질 막의 두께는 무가습 상태에서 50㎛ 또는 그 미만이며 바람직하기로는 130㎛ 또는 그 미만이며 가장 바람직하기로는 180㎛ 또는 그 미만이다.
본 발명에 사용한 백금 촉매는 백금 블랙 촉매, 바람직하기로는 탄소에 60％ 미만 담지된 백금 촉매, 더 바람직하기로는 탄소에 40％ 미만 담지된 백금 촉매, 보다 바람직하기로는 탄소에 20％ 미만 담지된 백금 촉매를 사용할 수 있다.
본 발명에 사용한 백금 촉매의 촉매독 방지를 위한 촉매는 루테늄(Ru)을 포 함하는 1/1 백금/루테늄(Ru) 촉매를 사용할 수 있다. 대표적인 상품명으로는 E-TEK, VULCAN, KETJEN 등이 있다.
본 발명에 사용한 전극 바인더는 산성 과불화 고분자이며, 대표적인 상품으로는 나피온(Nafion, DuPont), 플레미온(Flemion, Asahi), 아시플렉스(Aciplex, Asahi), 다우(Dow, Dow Chemical) 등이 있다. 이들 전극 바인더로 사용할 산성 과불화 고분자는 물 25∼49wt％과 알코올 25∼49wt％의 혼합 용액에 분산 상태로 존재하며, 그 농도는 2∼50wt％ 용액을 사용할 수 있으며, 바람직하기로는 5wt％ 용액을 사용할 수 있다. 본 발명에서 전극 바인더로 사용한 고분자 전해질의 당량은 1200(mg/Eq) 또는 그 미만이고 바람직하기로는 1100(mg/Eq) 또는 그 미만의 것을 사용할 수 있다.
본 발명에 사용한 기체 확산층(Gas Diffusion Layer)은 전기 전도성이며 유체 흐름이 원활한 탄소 화이바(Carbon fiber)를 사용할 수 있고, 바람직하기로는 탄소 천(Carbon cloth)이나 탄소 종이(Carbon paper)를 사용할 수 있으며 대표적인 상품으로는 Toray Carbon Paper(Toray사)가 있다. 본 발명에 사용한 기체 확산층은 사용에 앞서 유체 흐름을 원활하게 해주기 위해 폴리테트라플루오르에틸렌(PTFE)과 같은 소수성 층(hydrophobic layer)을 코팅하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 전극은 상기 백금 촉매를 전극 바인더와 적정량의 혼합비로 혼합하여 물과 알코올의 혼합 용액에 분산시킨 후 상기의 탄소 화이바에 도포하여 제조하였다. 본 발명에서 전극 바인더의 함량은 전체 혼합 용액중 33wt％ 또는 그 미만이고, 바람직하기로는 15wt％ 또는 그 미만이며, 더욱 바람직하기로는 7wt％ 또 는 그 미만으로 제공될 수 있다.
본 발명에서 막/전극 접합체는 상기 고분자 전해질 막을 사이에 두고 상기 전극을 양쪽에 마주보게 하여 고정한 후 프레스로 일정온도와 압력 및 일정시간으로 열 가압하여 제조하였다. 본 발명에서 열 가압 프레스의 온도는 150℃ 또는 그 미만이며, 바람직하기로는 130℃ 또는 그 미만이며, 가장 바람직하기로는 110℃ 또는 그 미만으로 적용할 수 있다.
본 발명에서 열 가압 프레스의 압력은 2000psi 또는 그 미만이며, 바람직하기로는 1000psi 또는 그 미만이며, 가장 바람직하기로는 800psi 또는 그 미만으로 적용할 수 있다. 본 발명에서 열 가압 프레스의 가압 시간은 1분 또는 그 미만이며, 바람직하기로는 2분 또는 그 미만이며, 가장 바람직하기로는 3분 또는 그 미만이다.
본 발명에서는 제조한 막/전극 접합체를 적절한 온도와 시간으로 추가적인 열처리를 실시하였다. 본 발명에서 추가로 도입한 열처리 온도는 150℃ 또는 그 미만이며, 바람직하기로는 110℃ 또는 그 미만이며, 가장 바람직하기로는 130℃ 또는 그 미만으로 적용할 수 있다. 본 발명에서 열처리 시간은 10분 또는 그 미만이며, 바람직하기로는 20분 또는 그 미만이며, 가장 바람직하기로는 40분 또는 그 미만이다. 이러한 열처리는 계면 저항을 줄이고자 도입하였던 전극 바인더의 기계적 물성을 증가시켜 메탄올 용액에 대한 용해도를 감소시켰고 계면 성능과 더불어 셀 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 장기적으로 계면의 안정성을 유지하여 셀 장기 성능 안정성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 보다 확실한 이해를 돕기 위해 상기 제조 단계가 보다 구체화된 바람직한 실시예를 통해, 본 발명의 내용을 상세히 설명하기로 한다. 다만 이들 실시예는 본 발명의 내용을 이해하기 위해 제시되는 것일 뿐 본 발명의 권리 범위가 이들 실시예에 한정되어지는 것으로 해석되어져서는 아니된다.
<실시예 1> 촉매 잉크 제조
백금 촉매(E-TEK)는 양극의 일례로 백금 블랙 촉매를, 음극의 일례로서 백금/루테늄(1/1) 혼합 촉매를 사용하였으며, 이들을 전극 바인더인 나피온용액 5wt％에 혼합하여 전극 바인더의 함량이 10wt％가 되도록 하였다. 이들을 물과 알코올의 혼합 용액에 넣고 교반하여 분산시킨 후 촉매 잉크(백금 촉매 0.1g 기준)를 제조하였다.
<실시예 2> 전극 제조
상기 과정으로 제조된 촉매 잉크를 PTFE로 처리된 탄소 종이(Carbon paper) 위에 3mg/cm2의 양으로 도포한다. 촉매가 도포된 탄소 종이(Carbon paper)를 오븐에 넣고 70℃에서 5분 동안 건조하여 전극을 제조한다.
<실시예 3> 막/전극 접합체 제조
상기 과정으로 준비한 양극과 음극 전극 사이에 고분자 전해질 막을 놓고 열가압 프레스를 통하여 막/전극 접합체를 제조한다. 이 때 열가압 프레스의 온도는 130℃에서 1200psi로 가압한 상태로 5분간 유지하였다.
<실시예 4> 막/전극 접합체의 열처리
상기 과정으로 제조한 막/전극 접합체를 다시 열처리하였다. 열처리 온도는 125℃이었으며 열처리 시간은 20분이었다.
<비교예 1> 비열처리 막/전극 접합체의 제조
열처리를 실시하지 않은 막/전극 접합체의 제조를 위하여 상기의 실시예 1, 실시예 2, 실시예 3의 순으로 제조한 막/전극 접합체를 준비하였다.
<시험예 1> 막/전극 접합체의 계면 저항
상기 실시예 1에서 실시예 4로 제조한 열처리된 막/전극 접합체와 상기 비교예 1로 제조한 열처리 하지 않은 막/전극 접합체의 계면 저항을 측정하기 위하여 FRA(frequency Response Analyzer)로 허수 임피던스 0에서의 실수 임피던스를 읽어 저항을 측정하였다. 이 때 셀 운용 조건은 30℃였으며, 메탄올(0.1∼10M) 공급량은 0.3∼1.0cc/min, 산소 또는 공기 공급량은 100∼500cc/min으로 0.4V를 유지하도록 운전하였다. FRA 시험 조건은 AC amplitude 값을 10mV, 주파수는 0.05Hz∼5000Hz에서 시험하였고 그 결과를 도 1에 나타내었다.
<시험예 2> 막/전극 접합체의 성능 시험
상기 실시예 1 에서 실시예 4로 제조한 열처리된 막/전극 접합체와 상기 비교예 1로 제조한 열처리 하지 않은 막/전극 접합체의 셀 성능을 측정하기 위하여 연료 공급 3일 후에 방전기(Electric Load)로 방전하여 전류밀도에 따른 전압의 변화를 측정하였다. 이 때 셀 운용 조건은 30℃이었으며, 메탄올(0.1∼10M) 공급량은 0.6cc/min, 산소 또는 공기 공급량은 300cc/min으로 유지하도록 운전하였다. 그 결과를 도 2에 나타내었다.
본 발명에 의하면 도 3의 결과로부터 알 수 있듯이 종래 사용되는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체에 비해 열처리를 통해 전극 바인더의 기계적 물성을 증가시켜 메탄올 용액에 대한 용해도를 감소시킬 수 있다. 이러한 용해도 감소는 계면 성능과 더불어 셀 성능을 향상시킬 뿐만 아니라 장기적으로 계면의 안정성을 유지하여 셀 장기 성능 안정성을 향상시킬 수 있었으며 이를 도 4에 나타냈다.

Claims (9)

  1. 주사슬이 한 개 이상의 불소로 치환된 과불화 고분자로 이루어져 있으며 곁사슬도 불화수소 계열 고분자로 이루어져 있고 사슬 말단에는 술폰산기를 포함하는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 전극 바인더와 촉매를 포함하는 양극과 음극의 두 개의 전극을 양쪽에 마주보게 열 가압 프레스로 가압하여 막/전극 접합체를 제조하는 단계와,
    전기의 막/전극 접합체를 열처리하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법.
  2. 제 1항에 있어서, 고분자 전해질 막 및 전극 바인더의 당량은 1,000∼1,200EW의 범위로 사용하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법
  3. 제 1항에 있어서, 고분자 전해질 막의 두께는 50∼200㎛의 범위로 사용하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서, 전극 바인더는 3∼50wt％의 함량으로 촉매 잉크를 제조하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법
  6. 제 1항에 있어서, 전극은 촉매잉크를 탄소종이 위에 0.1∼5mg/cm2의 양으로 도포한 후, 촉매가 도포된 탄소 종이를 50∼80℃에서 1∼10분 동안 건조하여 전극을 제조하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법
  7. 제 1항에 있어서, 열가압 프레스 압력은 500∼2000psi로 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법
  8. 제 1항에 있어서, 막/전극 접합체 제조시 열가압 프레스 온도는 100∼150℃에서 1∼10분 동안 열가압하여 막/전극 접합체를 제조하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법
  9. 제 1항에 있어서, 열처리는 100∼150℃에서 5∼60분간 실시하는 것을 특징으로 하는 직접 메탄올 연료전지용 막/전극 접합체의 열처리 방법
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981132B1 (ko) 2008-06-20 2010-09-10 한국에너지기술연구원 수소이온전도성 멤브레인을 사용하는 연료전지 막전극접합체의 촉매 전사율을 향상하는 방법 및 이에 의해제조된 연료전지 막전극 접합체
CN111354961A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 现代自动车株式会社 薄膜电极组件的热处理设备和方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020032565A (ko) * 2000-07-06 2002-05-03 모리시타 요이찌 막전극접합체의 제조방법 및 고체고분자형 연료전지의제조방법
JP2005251419A (ja) 2004-03-01 2005-09-15 Nissan Motor Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池用ｍｅａの製造方法
KR20050105524A (ko) * 2004-04-30 2005-11-04 한국과학기술연구원 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 전극 및막전극접합체의 제조 방법
KR20060083372A (ko) * 2005-01-14 2006-07-20 한국과학기술연구원 연료전지용 불균일 고분자 전해질 복합막 및 그 제조 방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020032565A (ko) * 2000-07-06 2002-05-03 모리시타 요이찌 막전극접합체의 제조방법 및 고체고분자형 연료전지의제조방법
JP2005251419A (ja) 2004-03-01 2005-09-15 Nissan Motor Co Ltd 固体高分子電解質型燃料電池用ｍｅａの製造方法
KR20050105524A (ko) * 2004-04-30 2005-11-04 한국과학기술연구원 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 전극 및막전극접합체의 제조 방법
KR20060083372A (ko) * 2005-01-14 2006-07-20 한국과학기술연구원 연료전지용 불균일 고분자 전해질 복합막 및 그 제조 방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100981132B1 (ko) 2008-06-20 2010-09-10 한국에너지기술연구원 수소이온전도성 멤브레인을 사용하는 연료전지 막전극접합체의 촉매 전사율을 향상하는 방법 및 이에 의해제조된 연료전지 막전극 접합체
CN111354961A (zh) * 2018-12-24 2020-06-30 现代自动车株式会社 薄膜电极组件的热处理设备和方法
KR20200079067A (ko) * 2018-12-24 2020-07-02 현대자동차주식회사 막 전극 접합체의 열 처리 장치 및 열 처리 방법
KR102598553B1 (ko) * 2018-12-24 2023-11-03 현대자동차주식회사 막 전극 접합체의 열 처리 장치 및 열 처리 방법
US11855323B2 (en) 2018-12-24 2023-12-26 Hyundai Motor Company Heat treatment apparatus and method of membrane electrode assemblies
CN111354961B (zh) * 2018-12-24 2024-03-29 现代自动车株式会社 薄膜电极组件的热处理设备和方法

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