KR101155947B1 - 막-전극 접합체의 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지 - Google Patents

막-전극 접합체의 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (a) 촉매, 이온 전도성 고분자 및 용매로 촉매 잉크 슬러리를 제조하는 단계; (b) 상기 촉매 잉크 슬러리를 지지막에 도포하고, 진공 건조시키는 단계; 및 (c) 상기 지지막을 전해질막의 일면 또는 양면에 전사하여 전해질막에 촉매층을 형성하는 단계를 포함하는 연료전지용 막-전극 접합체의 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지에 관한 것이다.
본 발명의 제조방법에 따르면, 기공율이 상승된 막-전극 접합체를 제조할 수 있으며, 이를 통해 전해질막과 전극 사이의 물질 전달 저항(mass transfer resistance)이 유의하게 감소될 수 있는 바, 궁극적으로 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 막-전극 접합체를 포함한 연료전지의 출력 밀도 및 성능을 효율적으로 향상시킬 수 있다.
촉매층, 전해질막, 전사, 진공 건조, 지지막

Description

막-전극 접합체의 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지{Method For Preparing Membrane-Electrode Assembly, Membrane-Electrode Assembly Prepared therefrom and Fuel Cell Comprising the Same}
본 발명은 연료전지용 막-전극 접합체의 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 막-전극 접합체의 물질 전달 저항을 감소시킬 수 있는 연료전지용 전해질막-전극 접합체의 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 출력 밀도와 성능이 현저하게 향상된 연료전지에 관한 것이다.
연료전지(Fuel Cell)는 전기화학반응에 의해 메탄올, 에탄올, 천연가스와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소의 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.
특히, 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: polymer electrolyte membrane fuel cell)는 작동 온도가 높지 않고, 에너지 밀도가 높으며, 부식성이 적을 뿐 아니라 취급이 용이하다는 장점으로 인하여, 이동형 또는 고정형 전원으로 사용 가능한 깨끗하고 효율적인 에너지 전환 장치인 것으로 받아들여지고 있다.
연료전지 시스템은 예컨대 막-전극 접합체(MEA, Membrane Electrode Assembly)와 발생된 전기를 집전하고, 연료를 공급하는 양극판(bipolar plate) 등의 연속적인 복합체로 구성될 수 있다.
막-전극 접합체는 전해질 막에 촉매층을 코팅하여 전극을 형성하여 만들어지는데, 촉매층을 형성하는 방법에는 예를 들어, 전처리 후 건조된 전해질막을 고정시키고, 촉매가 분산된 슬러리를 스프레이하는 방법 또는 지지체 상에 촉매 슬러리 등을 먼저 도포한 후 생성된 촉매층을 고분자 전해질 막에 전사시키는 전사 방법 등이 있다.
전해질 막에 직접 촉매 층을 형성하는 방법은 나피온 전해질막(Nafionㄾ membrane)과 같은 팽창되는(swelling) 특성이 있는 전해질막을 사용할 경우 스프레이 과정 중에 전해질막의 외형 변화에 의해 균일한 촉매 도포가 어렵다는 단점이 있다.
막 전극 접합체를 전사 방법을 통하여 제조하는 과정은, 고분자 필름에 촉매층 형성용 조성물을 도포 및 건조하고, 이를 전해질막으로 핫프레싱(hot pressing)하여 전사하는 과정을 거치게 되며, 고분자 필름에 도포된 촉매층 형성용 조성물은 대기압(상압)하의 상온에서 건조된다.
본 발명자들의 연구 결과에 따르면, 전사 과정에서 수행되는 종래의 건조 과정은 건조 시간이 오래 걸리고, 도포된 촉매층이 건조 과정에서 외부 온도와 습도 에 영향을 받게 되며, 촉매층의 표면이 오염이 될 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 이러한 건조 과정을 통해 제조된 촉매가 도포된 고분자 전해질막은 목적하는 정도의 기공율을 나타내지 못하고, 이에 따라 막-전극 접합체의 전극이 가지는 물질 전달 저항이 매우 높아지게 된다는 문제점이 있다. 더욱이, 이와 같은 막-전극 접합체를 포함한 연료전지는 소망하는 정도의 출력을 내기 위해 사용되는 촉매의 양이 증가하게 된다. 그러나, 연료전지의 촉매는 고가의 귀금속 촉매를 사용하므로, 이로 인해 연료전지 제조 단가 상승이 문제되어 되어, 연료전지의 상용화를 방해하는 요소가 될 수 있다.
따라서, 본 발명의 구현예들에서는 적은 양의 귀금속 촉매를 이용하고도, 우수한 성능을 발휘할 수 있고, 물질 전달 저항이 감소시킬 수 있는 막-전극 접합체의 제조 방법, 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지를 제공하고자 한다.
본 발명에 따른 구현예는, (a) 촉매, 이온 전도성 고분자 및 용매로 촉매 잉크 슬러리를 제조하는 단계; (b) 상기 촉매 잉크 슬러리를 지지막에 도포하고, 진공 건조시키는 단계; 및 (c) 상기 지지막을 전해질막의 일면 또는 양면에 전사하여 전해질막에 촉매층을 형성하는 단계를 포함하는 전해질막-전극접합체의 제조방법을 포함한다.
또한, 본 발명의 구현예는 상기 제조방법에 의해 제조된 전해질막-전극 접합체를 포함한다.
더욱이, 본 발명의 구현예는 상기 전해질막-전극 접합체를 포함하는 연료전 지를 포함한다.
이상과 같은 연료전지용 막-전극접합체의 제조방법을 통해, 기공율이 현저하게 상승된 막-전극 접합체를 제조할 수 있으며, 이를 통해 제조된 본 발명에 따른 전해질막-전극 접합체는 물질 전달 저항(mass transfer resistance)이 크게 감소되었으며, 이와 같은 전해질막-전극 접합체를 포함한 연료전지는 출력 밀도 및 성능이 현저하게 향상될 수 있다.
본 출원의 발명자들은 하기 실시예들을 통해 입증된 바와 같이, 본 발명에 따른 제조방법을 통해 제조된 연료전지용 막-전극 접합체는 기공율이 매우 높으며, 비교적 적은 양의 촉매가 막-전극 접합체에 로딩(loading)되었음에도 불구하고, 우수한 성능을 나타낼 수 있음을 확인하였다. 즉, 본 발명에 따른 전해질막-전극 접합체의 제조방법을 통해, 기공율이 높아 물질 전달 저항(mass transfer resistance)이 유의하게 감소된 막-전극 접합체를 제조할 수 있으며, 이러한 막-전극 접합체를 포함한 연료전지는 결과적으로 현저하게 향상된 출력 밀도 및 성능을 나타낼 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 막-전극 접합체의 제조방법 중 상기 단계 (a)는 촉매, 이온 전도성 고분자 및 용매를 혼합하고, 탈기(degassing)하여 촉매 잉크 슬러리를 제조하는 단계이다.
상기 촉매로는 백금담지탄소 촉매(platinized carbon: Pt/C)을 사용할 수 있 으며, 촉매 중 백금의 양은 바람직하게 촉매 전체의 40 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 촉매 잉크 슬러리를 제조하는 단계에서, 이온 전도성 고분자는 용매와 혼합되어 이온 전도성 고분자 용액이 제조될 수 있다.
상기 이온 전도성 고분자로는 퍼플루오로설폰산(perfluorosulfonic acid: PFSA) 계통의 나피온(듀폰사 제품)이나, 탄화수소계통의 고분자 전해질 이 사용될 수 있으나, 바람직하게 나피온 아이오노머가 사용될 수 있다.
상기 용매는 이소프로판올, 노말프로판올, 에탄올, 메탄올, 물, 노말부틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 촉매 잉크 슬러리는 예를 들어, 슬러리 총 중량을 기준으로 3 내지 10 중량%의 촉매, 1 내지 5 중량%의 이온 전도성 고분자 및 75 내지 96 중량%의 용매를 포함하는 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 단계 (a)에서 상기 촉매 잉크 슬러리는 Pt/C 촉매(예컨대 45.5 중량%)에 용매를 첨가하고, 소정 당량중량(Equivalent Weight; 이하 EW라고 한다)(예컨대 1100)인 나피온 아이오노머를 소정량(예컨대 분산 용액의 약 21 중량%) 첨가한 다음, 상온에서 초음파 처리(ultrasonification)하여 제조될 수 있으며, 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여, 균일하게 혼합하는 과정을 포함할 수 있다. 이 때, 촉매 잉크 슬러리의 내부 온도는 일정하게 유지되는 것이 바람직하다.
상기 단계 (a)에서 촉매, 이온 전도성 고분자 및 용매를 혼합하고, 탈 기(degassing) 과정을 수행할 수 있으며, 탈기 과정은 특별히 제한되지 않으나, 20 내지 60℃의 진공 분위기에서 이루어질 수 있으며, 바람직하게 상온 및 10분간 760mmHg의 진공 분위기에서 이루어질 수 있다.
상기 단계 (b)는 촉매 잉크 슬러리를 지지막에 도포하고, 진공 건조시키는 단계이다.
상기 지지막으로 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 고분자 필름을 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 고분자 필름에 유리섬유가 포함되어 있거나, 또는 알루미늄 호일이 사용될 수 있다.
상기 고분자 필름은 기공이 없는 비다공성이거나 또는 기공이 있는 다공성 필름을 사용할 수 있으며, 상기 기공이 있는 지지막의 기공 크기는 50nm 내지 100㎛이고, 기공율은 5 내지 90%인 것이 바람직하다. 상기 지지막으로 사용되는 고분자 필름의 두께는 10㎛ 내지 1mm인 것이 바람직하다.
상기 촉매 잉크 슬러리를 지지막에 도포하는 방법은 예를 들어, 코팅법(spray coating), 스크린 프린팅법(screen printing), 테잎 캐스팅법(tape casting), 붓칠법(brushing) 및 슬롯 다이 캐스팅법(slot die casting)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 방법을 통해 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 단계 (b)에서 촉매 잉크 슬러리의 건조는 진공 조건에서 이루어지는 것으로, 이 때 건조 온도는 20 내지 60℃일 수 있으며, 본 출원의 발명자들은 이와 같은 건조 조건에서 막-전극 접합체를 제조하는 경우, 막-전극 접합체의 기공율 향상 효과는 물론, 막-전극 접합체에의 촉매 로딩양을 줄일 수 있을 뿐 아니라, 이를 통해 전극의 물질 전달 저항을 현저하게 낮출 수 있음을 확인하였다.
상기 단계 (c)는 지지막을 전해질막의 일면 또는 양면에 전사하여 전해질막에 촉매층을 형성하는 단계이다.
상기 전사는 촉매 잉크 슬러리가 코팅된 지지막을 전해질막 상에 적층하고, 핫프레싱(hot pressing)하여 이루어질 수 있으며, 핫프레싱기의 가열 온도는 100 내지 140℃, 핫프레싱기로부터 가하여지는 압력은 100 내지 200kgf/cm2인 것이 바람직하다.
상기 단계 (c)에서 고온 및 고압의 핫프레싱을 통해 촉매층을 형성하는 경우, 전해질 막 고정 필름(지지막의 재료와 동일한 재료를 사용할 수 있다)을 촉매층이 전사되지 않는 전해질 막의 일면 또는 양면에 추가로 위치시켜서 전해질막이 핫프레싱 과정에서 이동되거나, 변형되지 않도록 고정한 후 핫프레싱을 수행할 수 있다.
상기 전해질막은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 퍼플루오르술폰산 폴리머, 퍼플루오로카본 술폰산 폴리머, 탄화수소계 폴리머, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리포 스파진, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 도핑된 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르케톤, 폴리술폰, 이의 산 또는 염기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어진 것일 수 있으며, 그 두께는 약 20 내지 200㎛, 바람직하게는 40 내지 60㎛일 수 있다.
구체적으로, 상기 단계 (c)는 도 1에서와 같은 구조로 스테인리스 스틸 플레이트(400), 가스켓(gasket: 500), 지지막(200)에 코팅된 촉매 잉크 슬러리(100), 나피온(Nafion) 112 전해질막(300), 전해질 막 고정 필름(700) 및 핫프레싱 플레이트(600)를 적층하여, 가열된 핫프레싱기의 중앙에 이를 올려놓고, 약 2 내지 10 분간 핫프레싱하여 촉매층을 형성하는 단계일 수 있다.
이와 같은 단계를 거친 이후, 핫프레싱된 도 1의 구조물을 냉각하고, 스테인리스 스틸 플레이트(400), 가스켓(500), 지지막(200), 전해질 막 고정 필름(700) 및 핫프레싱 플레이트(600)를 제거하여 촉매층이 형성된 전해질막을 제조할 수 있으며, 이 때 형성된 촉매층의 두께는 5 내지 20㎛일 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 막-전극 접합체에 관한 것으로, 상기 막-전극 접합체의 전극은 기공율이 20 내지 40%일 수 있다. 이와 같은 기공율은 대기압(상압)하의 상온에서 건조되어 제조된 전극에서 수은 침투를 이용한 기공률 분석기(Mercury Porosimeter)를 통해 측정된 기공율에 비하여 상승된 값으로, 이를 통해 전극의 물질 전달 저항을 낮출 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 막-전극 접합체를 포함하는 연료전지에 관한 것으로, 상기 연료전지는 바람직하게 고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC)일 수 있다.
본 발명에 따른 연료전지는 물질 전달 저항이 감소된 막-전극 접합체를 포함하는 바, 적은 양의 촉매를 사용하는 경우에도 우수한 출력 밀도 및 성능을 발휘할 수 있다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예 및 실험예에 의거하여 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명의 범주가 이에 한정되는 것은 아니다.
[실시예] 막-전극 접합체의 제조
1. Pt/C 촉매 잉크 슬러리 블렌딩
하기 표 1과 같은 조성으로 Pt/C 촉매 잉크 슬러리를 제조하였다.
[표 1]
Figure 112009027819976-pat00001
(1) 25ml 바이알 용기에 Pt/C(45.5 wt.%, Tanaka) 1g을 넣었다.
(2) 여기에 탈이온수(De-ionized Water: D.I.W.) 9.5g을 첨가하였다.
(3) 여기에 다시 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol: IPA) 7.4g을 첨가하였다.
(4) 바이알 용기의 뚜껑을 닫고 상온에서 10분간 초음파 처리를 실시하였다.
(5) 0.4305g의 나피온 아이오노머(전체 분산 용액의 21중량%)를 0.9020g의 1-프로판올(1-propanol) 및 0.7175g의 물에 분산시키면서, 7.4000g의 이소프로필알코올(Isopropyl Alcohol: IPA)을 첨가하여 제조된 나피온 아이오노머(Nafion ionomer: EW1100) 분산 용액 2.05g(IPA/Water+D.I.W.의 비는 0.8125, 촉매와 나피 온 아이오노머의 중량의 합/물 및 이소프로필알코올의 중량의 합인 고체 함량비는 7.17)을 첨가하였다.
(6) 바이알 용기의 뚜껑을 닫고 상온에서 초음파 처리를 10분간 실시하였다.
(7) Pt/C 촉매 잉크 슬러리가 담긴 바이알 용기를 호모지나이저(homogenizer)를 이용하여 혼합하였다. 이 때, 호모지나이저는 13,000rpm의 속도로 120분간 유지하였으며, 써큘레이터(circulator)를 사용하여 교반 중 Pt/C 촉매 잉크 슬러리의 내부 온도가 일정하게 유지되도록 하였다.
2. 탈기(Degassing)
교반이 끝난 Pt/C 촉매 잉크 슬러리를 진공오븐에 넣어 상온에서 10분간 760mmHg의 진공 분위기에서 탈기하였다.
3. 코팅 및 건조
(1) 적당한 크기로 자른 50㎛ 두께의 캅톤 필름(Kapton film; 듀폰 사의 폴리이미드 필름)위에 닥터-블레이드(Doctor-Blade)를 이용하여 코팅하였다.
(2) Pt/C 촉매 잉크 슬러리가 코팅된 캅톤 필름을 30℃의 진공 오븐에서 760mmHg의 진공 분위기에서 24시간 동안 건조시켰다.
4. 핫프레싱
(1) 도 1의 구조에서와 같이 스테인리스 스틸 플레이트(11 cm X 11 cm), 전 해질 막 고정 필름(5㎛, kapton film), 가스켓(11 cm X 11 cm), 지지막에 결합된 촉매층(5 cm X 5cm), Nafion 112 membrane (11 cm X 11cm)를 적층하였다.
(2) 140℃로 가열된 핫프레싱기의 중앙에 도 1의 구조물을 올려 놓고 160kgf/cm2의 압력으로 4분간 핫프레싱 하였다.
(3) 핫프레싱기에서 꺼내어 상온까지 냉각시켰다.
(4) 스테인리스 스틸 플레이트, 전해질막 고정 필름 및 촉매층 양쪽의 지지막을 제거하여, 10 ㎛ 이하의 촉매층을 제조하였다.
[비교예]
실시예 중 항목 3의 코팅 과정에서 Pt/C 촉매 잉크 슬러리가 코팅된 캅톤 필름을 상온 및 상압(air) 조건에서 24시간 동안 건조시킨 것을 제외하고는, 실시예에서와 동일한 방법으로 막-전극 복합체를 제조하였다.
[실험예 1] 백금 로딩양의 측정
하기 표 2와 같이 막-전극 접합체의 캐쏘드(cathode) 및 애노드(anode) 에 코팅된 백금 로딩양을 핫프레싱 전 지지막 위헤 코팅된 촉매 슬러리를 건조하고 5 cm x 5 cm로 자른 1장의 무게(g)에서 핫프레싱 후 떼어낸 지지막의 무게(g)를 뺀 다음 1000을 곱하여 mg단위로 변화하고, 활성 면적(25cm2)으로 나누어 단위면적 당 촉매량을 계산하였으며, 여기서 나피온 이오노머를 제외한 촉매의 무게를 0.7(나피 온 아이오노머 분산 용액 중 나피온 아이오노머의 양은 분산 용액의 21 중량%인 0.43g이므로 촉매(1.00g)을 포함한 총 고체의 함량은 1.43g이었으며, 촉매량은 총 고체 함량의 70 중량%를 차지함)을 곱하여 구한 다음, 촉매에서 Pt가 촉매 총량의 45.5 중량%를 차지하므로, 0.455 값을 곱하여 계산된 막-전극 접합체의 백금 로딩양을 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure 112009027819976-pat00002
표 2를 참조하면, 실시예의 막-전극 접합체에서 Pt 로딩양이 비교예의 막-전극 접합체에 비하여 적었으며, 실시예는 Pt 로딩양이 캐쏘드의 경우 약 4.6%, 애노드의 경우 약 2.4% 적음을 확인하였다.
[실험예 2] 단위 전지 셀의 기공율 측정
수은 침투를 이용한 기공률 분석기(Mercury Porosimeter)를 통해 실시예와 비교예의 기공율을 측정하였다. 제작된 샘플 MEA를 2cm X 2cm로 잘라서 분석을 시행하였으며, 그 결과를 도 2 및 도 3에 나타내었다. 도 2 및 도 3을 참조하면, 대기압(상압)하의 상온에서 건조한 MEA에 비하여, 진공 건조를 실시한 MEA의 기공율이 더욱 상승하였음을 확인할 수 있다.
[실험예 3] 단위 전지 셀의 성능 평가
실시예 및 비교예에 의해 제조된 MEA를 사용하여 단위 전지 셀의 성능을 평가하였으며, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
성능 평가 조건은 연료극의 경우 가습기 온도를 71℃, 라인 히터 온도를 81℃, 이슬점 온도를 64.3℃로 하고, 공기극의 경우 가습기 온도를 69℃, 라인 히터 온도를 79℃, 이슬점 온도를 64.5℃로 하여 측정하였으며, 이들 모두 상대 습도 100%에서 정전류 모드(Constant Current mode)로 성능을 평가하였다.
도 4를 참조하면, 실시예의 Pt 로딩양이 비교예에 비하여 적음에도 불구하고, 실시예의 단위전지가 성능이 향상되었음을 확인할 수 있으며, 이를 통해 단위전지의 물질 전달 저항 역시 줄어들었음을 확인할 수 있다.
본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 제조방법에서 사용되는 구조물을 도시한 모식도이다;
도 2 및 도 3은 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 단위전지의 기공율 상승 정도를 측정한 결과를 나타낸 그래프이다;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따라 제조된 단위전지의 성능 측정 결과를 나타낸 그래프이다.

Claims (18)

  1. (a) 슬러리 총 중량을 기준으로 3 내지 10 중량%의 촉매, 1 내지 5 중량%의 이온 전도성 고분자 및 75 내지 96 중량%의 용매로 촉매 잉크 슬러리를 제조하는 단계;
    (b) 상기 촉매 잉크 슬러리를 지지막에 도포하고, 20 내지 60℃의 온도에서 진공 건조시켜 기공을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 지지막을 전해질막의 일면 또는 양면에 전사하여 전해질막에 두께 5 내지 20㎛인 촉매층을 형성하는 단계를 포함하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매는 백금이 코팅된 탄소 분말(Pt/C)인 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 이온 전도성 고분자는 나피온 아이오노머인 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매는 이소프로판올, 노말프로판올, 에탄올, 메탄올, 물, 노말부틸아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상인 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서 촉매, 이온 전도성 고분자 및 용매를 혼합하고, 탈기(degassing)를 수행하며, 상기 탈기는 20 내지 60℃의 진공 분위기에서 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)의 도포는 스프레이 코팅법(spray coating), 스크린 프린팅법(screen printing), 테잎 캐스팅법(tape casting), 붓칠법(brushing) 및 슬롯 다이 캐스팅법(slot die casting)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나의 방법을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (b)의 지지막은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로알콕시(PFA), 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(FEP), 폴리비닐리덴플로라이드(PVdF), 폴리프로필렌(PP), 폴리이미드(PI), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 및 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 고분자 필름인 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 전해질막은 퍼플루오르술폰산 폴리머, 퍼플루오로카본 술폰산 폴리머, 탄화수소계 폴리머, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리포스파진, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 도핑된 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르케톤, 폴리술폰, 이의 산 또는 염기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (c)는 촉매 잉크 슬러리가 도포된 지지막을 전해질막 상에 적층하고, 100 내지 140℃의 온도에서 100 내지 200kgf/cm2의 압력을 가하여 핫프레싱(hot pressing)하는 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 (C)에서 촉매층이 전사되지 않는 전해질막의 일면, 또는 전해질막의 양면에 전해질막 고정 필름을 위치시키고, 상기 전해질막 고정 필름으로 전해질막을 고정하여 전사를 수행하는 것을 특징으로 하는 전해질막-전극접합체의 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 제조방법은 촉매층이 형성된 전해질막을 냉각하고, 지지막을 촉매층으로부터 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전해질막-전극 접합체의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 삭제
  18. 삭제
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