KR101955666B1 - Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same - Google Patents

Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same Download PDF

Info

Publication number
KR101955666B1
KR101955666B1 KR1020170170165A KR20170170165A KR101955666B1 KR 101955666 B1 KR101955666 B1 KR 101955666B1 KR 1020170170165 A KR1020170170165 A KR 1020170170165A KR 20170170165 A KR20170170165 A KR 20170170165A KR 101955666 B1 KR101955666 B1 KR 101955666B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
ionomer
carbon
catalyst
structure support
catalytic electrode
Prior art date
Application number
KR1020170170165A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
김태영
김범준
이종민
양승용
김명리
윤영기
서민호
정치영
Original Assignee
한국에너지기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국에너지기술연구원 filed Critical 한국에너지기술연구원
Priority to KR1020170170165A priority Critical patent/KR101955666B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101955666B1 publication Critical patent/KR101955666B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8828—Coating with slurry or ink
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8663—Selection of inactive substances as ingredients for catalytic active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/8673—Electrically conductive fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9075—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/9083—Catalytic material supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/92—Metals of platinum group
    • H01M4/925—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers
    • H01M4/926—Metals of platinum group supported on carriers, e.g. powder carriers on carbon or graphite
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method for manufacturing a catalyst electrode for a fuel cell and a catalyst electrode manufactured using the same. The method for manufacturing a catalyst electrode of three-phase separation of the present invention comprises the steps of: preparing a catalyst structure support comprising a first carbon material and a metal catalyst; forming an ionomer coating layer on a surface of a second carbon material to manufacture an ionomer structure support; mixing the catalyst structure support and the ionomer structure support in a solvent to form catalyst electrode slurry; and forming a catalyst electrode using the formed catalyst electrode slurry. The catalyst electrode for the fuel cell having proton and electron mobility of a high level can be secured.

Description

3상 분리형 촉매 전극 및 그 제조방법{CATALYST ELECTRODE OF THREE-PHASE SEPATATION AND MANUFACTURING METHOD FOR THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a three-phase separable catalytic electrode,

본 발명은, 연료전지용 촉매 전극 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료전지용 촉매 전극을 제조하기 위한 슬러리 조성물과, 그를 이용하여 제조한 연료전지용 촉매 전극 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a catalyst electrode for a fuel cell and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a slurry composition for manufacturing a catalyst electrode for a fuel cell, a catalyst electrode for a fuel cell manufactured using the same, and a manufacturing method thereof.

연료전지(fuel cell)란, 연료와 산화제를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 장치이다. 이 화학 반응은 촉매층 내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다. 여러 단계를 거치는 동안 효율의 손실이 발생하는 기존의 발전 방식과는 달리 연료전지는 직접 전기를 만들 수 있어 내연기관보다 효율이 2 배 가량 높으며, 또한 환경 오염 문제 및 자원 고갈에 대한 걱정을 줄일 수 있다. 연료전지는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소가 가진 화학적 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전기 화학적 장치로서 수소와 산소를 애노드(anode)와 캐소드(cathode)로 각각 공급하여 연속적으로 전기를 생산하는 발전기술이다.A fuel cell is a device that generates electrical energy by electrochemically reacting a fuel and an oxidant. This chemical reaction is carried out by the catalyst in the catalyst bed and is generally capable of continuous power generation as long as the fuel is continuously supplied. Unlike conventional power generation systems where efficiency is lost during various stages, fuel cells can produce direct electricity, which is twice as efficient as internal combustion engines and can also reduce concerns about environmental pollution and resource depletion. have. A fuel cell is an electrochemical device that converts the chemical energy of hydrogen and oxygen contained in a hydrocarbon-based material such as methanol, ethanol, and natural gas directly into electrical energy. The fuel cell is an electrochemical device that converts hydrogen and oxygen to an anode and a cathode, Respectively, to continuously generate electricity.

연료전지의 기본 구조는 일반적으로 애노드(anode), 캐소드(cathode), 고분자 전해질막으로 되어있다. 애노드에는 연료의 산화를 촉진시키기 위한 촉매층이 구비되어 있으며, 캐소드에도 산화제의 환원을 촉진시키기 위한 촉매층이 구비되어 있다. 애노드에서는 연료가 산화되어 수소이온과 전자가 생성되고, 생성된 수소이온은 전해질막을 통하여 캐소드로 전달되며, 또한 전자는 도선을 통하여 외부회로로 전달된다. 캐소드에서는 전해질막을 통하여 전달된 수소이온 도선을 통하여 외부회로로부터 전달된 전자 및 산소가 결합하여 물이 생성된다. 이 때 애노드, 외부회로 및 캐소드를 경유하는 전자의 이동이 곧 전력이 된다. 이와 같이 연료전지의 캐소드 및 애노드는 연료의 전기화학적 산화 및 산소의 전기화학적 환원을 촉진시키는 촉매를 각각 함유하고 있다. The basic structure of a fuel cell generally comprises an anode, a cathode, and a polymer electrolyte membrane. The anode is provided with a catalyst layer for promoting the oxidation of the fuel, and the cathode is provided with a catalyst layer for promoting the reduction of the oxidant. In the anode, the fuel is oxidized to generate hydrogen ions and electrons, and the generated hydrogen ions are transferred to the cathode through the electrolyte membrane and electrons are transferred to the external circuit through the lead wires. In the cathode, electrons and oxygen transferred from the external circuit are coupled through the hydrogen ion conducting wire, which is transferred through the electrolyte membrane, to produce water. At this time, the movement of the electrons via the anode, the external circuit, and the cathode becomes power soon. Thus, the cathode and the anode of the fuel cell each contain a catalyst that promotes electrochemical oxidation of fuel and electrochemical reduction of oxygen.

연료전지의 성능은 애노드와 캐소드의 촉매 성능에 의해 크게 좌우되는데, 이러한 촉매 전극의 재료로는 백금(Pt)이 가장 많이 사용된다. 특히 최근에는 이러한 촉매 전극의 재료로서 비표면적이 크고 전기전도성이 우수한 탄소 담체(지지체)에 백금 금속입자를 담지시킨 Pt/C 촉매가 가장 대표적으로 사용되고 있다. 이때, 백금은 귀금속으로서 매우 고가이기 때문에 백금 입자를 탄소 담체에 담지시킬 때 백금의 사용량을 저감시키는 것이 중요하다. 또한, 주변 요인을 최적화시켜 적은 백금의 양으로 효과적인 담지를 달성하게 하여 촉매 성능을 극대화시키는 것이 필요하다. 이에, 최근에는 백금(Pt)과 다른 금속 예를 들면 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 등의 전이금속과의 합금 입자를 탄소계　담체에 담지시킨 촉매 전극이 개발되고 있다. The performance of the fuel cell largely depends on the catalyst performance of the anode and the cathode. Platinum (Pt) is the most commonly used material for the catalyst electrode. In particular, recently, Pt / C catalysts in which platinum metal particles are supported on a carbon support (support) having a large specific surface area and excellent electrical conductivity as a material of the catalyst electrode are most typically used. At this time, since platinum is very expensive as a noble metal, it is important to reduce the amount of platinum used when platinum particles are supported on a carbon carrier. It is also necessary to optimize the surrounding factors to achieve effective deposition with a small amount of platinum to maximize catalyst performance. Recently, alloy particles of platinum (Pt) with transition metals such as other metals such as nickel (Ni), palladium (Pd), rhodium (Rh), titanium (Ti) and zirconium (Zr) Has been developed.

이 때 연료 전지의 운전 과정에서 탄소　담체는 전극의 전기화학적인 조건에서 안정하지 못하여 산화되고 그 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이로 인해 연료 전지 기술의 상용화 과정에서 탄소 담체의 장기적인 안정성이 확보되지 못하는 문제의 해결책이 필요하였다.During the operation of the fuel cell, the carbon carrier is not stable under the electrochemical conditions of the electrode, and is oxidized and deteriorated in performance. Therefore, it is necessary to solve the problem that the long-term stability of the carbon carrier can not be secured during the commercialization of the fuel cell technology.

즉, 연료전지 촉매 전극의 사용 과정에서 탄소 담체와 그를 지지하는 지지체, 그를 덮고 있는 이오노머의 분포 특성에 따라서 산소 투과도, 전자 및 프로톤 이동성이 좌우되어 연료 전지의 성능이 다양한 폭으로 저하되는 문제가 발생하였다. 그러나 이러한 촉매 전극 재료들의 분포 특성에 관하여 심도있는 연구가 진행된 바 없어, 여전히 연료전지 촉매 전극의 효율성 향상을 위한 분포 연구가 필요한 실정이었다. That is, in the process of using the fuel cell catalyst electrode, the oxygen permeability, electron and proton mobility depend on the distribution characteristics of the carbon carrier, the supporting member supporting the carbon carrier, and the ionomer covering the carbon carrier, Respectively. However, there have been no in-depth studies on the distribution characteristics of the catalyst electrode materials, and it is still necessary to study the distribution for improving the efficiency of the fuel cell catalyst electrode.

연료전지(fuel cell)란, 연료와 산화제를 전기 화학적으로 반응시켜 전기 에너지를 발생시키는 장치이다. 이 화학 반응은 촉매층 내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다. 여러 단계를 거치는 동안 효율의 손실이 발생하는 기존의 발전 방식과는 달리 연료전지는 직접 전기를 만들 수 있어 내연기관보다 효율이 2 배 가량 높으며, 또한 환경 오염 문제 및 자원 고갈에 대한 걱정을 줄일 수 있다. 연료전지는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소가 가진 화학적 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전기 화학적 장치로서 수소와 산소를 애노드(anode)와 캐소드(cathode)로 각각 공급하여 연속적으로 전기를 생산하는 발전기술이다.A fuel cell is a device that generates electrical energy by electrochemically reacting a fuel and an oxidant. This chemical reaction is carried out by the catalyst in the catalyst bed and is generally capable of continuous power generation as long as the fuel is continuously supplied. Unlike conventional power generation systems where efficiency is lost during various stages, fuel cells can produce direct electricity, which is twice as efficient as internal combustion engines and can also reduce concerns about environmental pollution and resource depletion. have. A fuel cell is an electrochemical device that converts the chemical energy of hydrogen and oxygen contained in a hydrocarbon-based material such as methanol, ethanol, and natural gas directly into electrical energy. The fuel cell is an electrochemical device that converts hydrogen and oxygen to an anode and a cathode, Respectively, to continuously generate electricity.

연료전지의 기본 구조는 일반적으로 애노드(anode), 캐소드(cathode), 고분자 전해질막으로 되어있다. 애노드에는 연료의 산화를 촉진시키기 위한 촉매층이 구비되어 있으며, 캐소드에도 산화제의 환원을 촉진시키기 위한 촉매층이 구비되어 있다. 애노드에서는 연료가 산화되어 수소이온과 전자가 생성되고, 생성된 수소이온은 전해질막을 통하여 캐소드로 전달되며, 또한 전자는 도선을 통하여 외부회로로 전달된다. 캐소드에서는 전해질막을 통하여 전달된 수소이온 도선을 통하여 외부회로로부터 전달된 전자 및 산소가 결합하여 물이 생성된다. 이 때 애노드, 외부회로 및 캐소드를 경유하는 전자의 이동이 곧 전력이 된다. 이와 같이 연료전지의 캐소드 및 애노드는 연료의 전기화학적 산화 및 산소의 전기화학적 환원을 촉진시키는 촉매를 각각 함유하고 있다. The basic structure of a fuel cell generally comprises an anode, a cathode, and a polymer electrolyte membrane. The anode is provided with a catalyst layer for promoting the oxidation of the fuel, and the cathode is provided with a catalyst layer for promoting the reduction of the oxidant. In the anode, the fuel is oxidized to generate hydrogen ions and electrons, and the generated hydrogen ions are transferred to the cathode through the electrolyte membrane and electrons are transferred to the external circuit through the lead wires. In the cathode, electrons and oxygen transferred from the external circuit are coupled through the hydrogen ion conducting wire, which is transferred through the electrolyte membrane, to produce water. At this time, the movement of the electrons via the anode, the external circuit, and the cathode becomes power soon. Thus, the cathode and the anode of the fuel cell each contain a catalyst that promotes electrochemical oxidation of fuel and electrochemical reduction of oxygen.

연료전지의 성능은 애노드와 캐소드의 촉매 성능에 의해 크게 좌우되는데, 이러한 촉매 전극의 재료로는 백금(Pt)이 가장 많이 사용된다. 특히 최근에는 이러한 촉매 전극의 재료로서 비표면적이 크고 전기전도성이 우수한 탄소 담체(지지체)에 백금 금속입자를 담지시킨 Pt/C 촉매가 가장 대표적으로 사용되고 있다. 이때, 백금은 귀금속으로서 매우 고가이기 때문에 백금 입자를 탄소 담체에 담지시킬 때 백금의 사용량을 저감시키는 것이 중요하다. 또한, 주변 요인을 최적화시켜 적은 백금의 양으로 효과적인 담지를 달성하게 하여 촉매 성능을 극대화시키는 것이 필요하다. 이에, 최근에는 백금(Pt)과 다른 금속 예를 들면 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 로듐(Rh), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 등의 전이금속과의 합금 입자를 탄소계　담체에 담지시킨 촉매 전극이 개발되고 있다. The performance of the fuel cell largely depends on the catalyst performance of the anode and the cathode. Platinum (Pt) is the most commonly used material for the catalyst electrode. In particular, recently, Pt / C catalysts in which platinum metal particles are supported on a carbon support (support) having a large specific surface area and excellent electrical conductivity as a material of the catalyst electrode are most typically used. At this time, since platinum is very expensive as a noble metal, it is important to reduce the amount of platinum used when platinum particles are supported on a carbon carrier. It is also necessary to optimize the surrounding factors to achieve effective deposition with a small amount of platinum to maximize catalyst performance. Recently, alloy particles of platinum (Pt) with transition metals such as other metals such as nickel (Ni), palladium (Pd), rhodium (Rh), titanium (Ti) and zirconium (Zr) Has been developed.

이 때 연료 전지의 운전 과정에서 탄소　담체는 전극의 전기화학적인 조건에서 안정하지 못하여 산화되고 그 성능이 저하되는 문제점이 있다. 이로 인해 연료 전지 기술의 상용화 과정에서 탄소 담체의 장기적인 안정성이 확보되지 못하는 문제의 해결책이 필요하였다.During the operation of the fuel cell, the carbon carrier is not stable under the electrochemical conditions of the electrode, and is oxidized and deteriorated in performance. Therefore, it is necessary to solve the problem that the long-term stability of the carbon carrier can not be secured during the commercialization of the fuel cell technology.

즉, 연료전지 촉매 전극의 사용 과정에서 탄소 담체와 그를 지지하는 지지체, 그를 덮고 있는 이오노머의 분포 특성에 따라서 산소 투과도, 전자 및 프로톤 이동성이 좌우되어 연료 전지의 성능이 다양한 폭으로 저하되는 문제가 발생하였다. 그러나 이러한 촉매 전극 재료들의 분포 특성에 관하여 심도있는 연구가 진행된 바 없어, 여전히 연료전지 촉매 전극의 효율성 향상을 위한 분포 연구가 필요한 실정이었다. That is, in the process of using the fuel cell catalyst electrode, the oxygen permeability, electron and proton mobility depend on the distribution characteristics of the carbon carrier, the supporting member supporting the carbon carrier, and the ionomer covering the carbon carrier, Respectively. However, there have been no in-depth studies on the distribution characteristics of the catalyst electrode materials, and it is still necessary to study the distribution for improving the efficiency of the fuel cell catalyst electrode.

본 발명의 일 측면에 따르는 3상 분리형 촉매 전극의 제조방법은, 제1 탄소 재료 및 금속 촉매를 포함하는 촉매 구조 지지체를 준비하는 단계; 제2 탄소 재료의 표면에 이오노머 코팅층을 형성하여, 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계; 상기 촉매 구조 지지체 및 상기 이오노머 구조 지지체를 용매에 넣고 혼합하여 촉매 전극 슬러리를 형성하는 단계; 및 상기 형성된 촉매 전극 슬러리로 촉매 전극을 형성하는 단계;를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a three-phase separable catalytic electrode, comprising: preparing a catalyst structure support including a first carbon material and a metal catalyst; Forming an ionomer coating layer on the surface of the second carbon material to prepare an ionomer structure support; Mixing the catalyst structure support and the ionomer structure support in a solvent to form a catalyst electrode slurry; And forming a catalytic electrode using the formed catalyst electrode slurry.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 탄소 재료는, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black) 로 이루어진 탄소 담체 군과, 탄소나노튜브, 탄소나노와이어 및 탄소나노로드로 이루어진 탄소 섬유 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 제2 탄소 재료는, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노로드, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first carbon material may be at least one selected from the group consisting of Vulcan, Carbon Black, Graphite carbon, Acetylene Black and Ketjen Black. Wherein the second carbon material comprises at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanotubes, carbon nanowires, and carbon nanofibers, and the second carbon material includes carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanorods, And may include at least one selected from the group consisting of Vulcan, Carbon Black, Graphite carbon, Acetylene Black and Ketjen Black.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계는, 상기 제2 탄소 재료의 표면에 상기 이오노머 및 분산제를 포함하는 용액을 이용하여 상기 이오노머 구조 지지체 표면에 이오노머 코팅층을 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the ionomer structure support may include forming an ionomer coating layer on the surface of the ionomer structure support using a solution containing the ionomer and the dispersant on the surface of the second carbon material .

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분산제는, IPA, EtOH 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dispersant may be one comprising IPA, EtOH or both.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 및 분산제를 포함하는 용액은, 이소프로필알코올(IPA), 에탄올(EtOH) 또는 이 둘의 혼합액 : 정제수(DI water)의 부피비가 2 : 8 내지 4 : 6 으로 혼합된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the solution containing the ionomer and the dispersant may be prepared by mixing a mixture of isopropyl alcohol (IPA), ethanol (EtOH) or a mixture of the two: DI water in a volume ratio of 2: 8 to 4: 6. ≪ / RTI >

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계는, 상기 제2 탄소 재료를 산처리하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the ionomer structure support may include an acid treatment of the second carbon material.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 전극 슬러리를 형성하는 단계에서, 상기 이오노머 구조 지지체 내에 포함된 이오노머의 중량 감소율은 5 % 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of forming the catalyst electrode slurry, the weight loss ratio of the ionomer contained in the ionomer structure support may be 5% or less.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 형성된 촉매 전극 슬러리로 촉매 전극을 형성하는 단계의 건조 온도는, 60 ℃ 내지 90 ℃ 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the drying temperature of the step of forming the catalyst electrode with the catalyst electrode slurry may be 60 ° C to 90 ° C.

본 발명의 다른 일 측면에 따르는 3상 분리형 촉매 전극 슬러리는, 제1 탄소 재료 및 금속 촉매를 포함하는 촉매 구조 지지체; 및 제2 탄소 재료 및 상기 제2 탄소 재료 표면에 형성된 이오노머 코팅층을 포함하는 이오노머 구조 지지체;를 포함한다.A three-phase separated catalytic electrode slurry according to another aspect of the present invention comprises: a catalyst structure support comprising a first carbon material and a metal catalyst; And an ionomer structure support comprising a second carbon material and an ionomer coating layer formed on the surface of the second carbon material.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 탄소 재료는, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black)로 이루어진 탄소 담체 군과 탄소나노튜브, 탄소나노오이어 및 탄소나노로드로 이루어진 탄소 섬유 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 제2 탄소 재료는, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 및 탄소나노로드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first carbon material may be at least one selected from the group consisting of Vulcan, Carbon Black, Graphite carbon, Acetylene Black and Ketjen Black. Carbon carrier group and a carbon fiber group consisting of a carbon nanotube, a carbon nano-oxide, and a carbon nano-rod, and the second carbon material includes carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon nanorods And at least one selected from the group consisting of

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 구조 지지체 및 상기 이오노머 구조 지지체의 중량비는, 9 : 1 내지 5 : 5 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the weight ratio of the catalyst structure support and the ionomer structure support may be 9: 1 to 5: 5.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 구조 지지체 중, 제2 탄소 재료 : 이오노머의 중량비는, 4: 6 내지 6: 4인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the weight ratio of the second carbon material to the ionomer in the ionomer structure support may be 4: 6 to 6: 4.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 전극 슬러리 중, 상기 이오노머의 총 함량은 20 중량% 내지 30 중량% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the total content of the ionomer in the catalyst electrode slurry may be 20 wt% to 30 wt%.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 코팅층의 두께는 1 nm 내지 99 nm 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thickness of the ionomer coating layer may be 1 nm to 99 nm.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 전극 슬러리는, 전자, 이온 및 기체 각각의 독립적인 통로를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst electrode slurry may include independent passages of electrons, ions, and gases, respectively.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머를 포함하는 용액;을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a solution containing the ionomer may be further included.

본 발명의 또 다른 일 측면에 따르는 3상 분리형 촉매 전극은, 본 발명의 일실시예에 따르는 3상 분리형 촉매 전극 슬러리를 이용하여 제조한 것이다.The three-phase separated catalyst electrode according to another aspect of the present invention is manufactured by using the slurry of the three-phase separated catalyst electrode according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 3상 분리형 촉매 전극은, 본 발명의 일실시예에 따르는 제조방법으로 제조된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the three-phase separable catalytic electrode may be manufactured by a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따르면, 이오노머 구조지지체 표면에 이오노머가 직접 담지됨으로써 촉매 표면에 직접 이오노머 함량이 크게 되어 촉매 표면에서의 산소 투과성을 높게 유지하면서, 높은 수준의 프로톤 및 전자 이동성이 확보된 연료전지용 촉매 전극이 확보되는 효과가 있다.According to the embodiment of the present invention, since the ionomer is directly supported on the surface of the ionomer structure support, the ionomer content is directly increased on the surface of the catalyst, so that the oxygen permeability at the surface of the catalyst is maintained high while a high level of proton and electron mobility is secured. The catalytic electrode can be secured.

특히, 본 발명의 실시예에 따르면, 전극 층 내에 복잡하게 혼재되어 있던 전자, 프로톤 및 산소의 이동 통로가 안정적인 구조로 분리되어 있는 3상 분리형 촉매 전극이 확보됨으로써 연료전지 촉매 전극의 성능 및 내구성이 모두 향상되는 효과가 있다.Particularly, according to the embodiment of the present invention, the three-phase separable type catalytic electrode in which the paths of electrons, proton and oxygen, which are intricately mixed in the electrode layer, is separated in a stable structure is ensured so that the performance and durability All have an effect to be improved.

구체적으로 본 발명에서는 구조체의 형상을 디자인하고, 분산 조건이 최적화된 슬러리 조성물을 제공함으로써 촉매 표면에서 이오노머를 최대한 배제하고 이를 통해 촉매 표면으로의 산소농도를 최대한 증가시켜 효과적으로 산소 환원 반응이 일어날 수 있도록 하는 내구성 및 성능이 모두 향상된 촉매 전극 구조체를 제공하는 효과가 있다.Specifically, in the present invention, by designing the shape of a structure and providing a slurry composition having optimized dispersion conditions, it is possible to maximally eliminate the ionomer from the catalyst surface and maximize the oxygen concentration on the surface of the catalyst, The catalyst electrode structure has improved durability and performance.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라서 3상 분리형 촉매 전극의 제조방법의 각 단계가 도시된 순서도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라서 촉매 구조 지지체 및 이오노머 구조 지지체를 혼합하여 촉매 전극 슬러리가 형성되는 단계를 개략적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라서 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계를 개략적으로 도시하고 있는 개념도이다.
도 4는, 본 발명의 실시예에 따라 IPA 분산제와 정제수의 혼합 부피를 변형시켜가며 나피온 이오노머가 용해되는 정도를 확인한 실험 결과를 나타내는 사진이다.
도 5는, 본 발명의 실시예에 따라 EtOH 분산제와 정제수의 혼합 부피를 변형시켜가며 나피온 이오노머가 용해되는 정도를 확인한 실험 결과를 나타내는 사진이다.
도 6(a)는, 본 발명의 실시예에 따라 IPA 분산제를 이용하여 제조한 이오노머 구조 지지체에 이오노머 코팅층의 이오노머 코팅 정도를 확인하기 위한 TG 분석 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6(b)는, 본 발명의 실시예에 따라 EtOH 분산제를 이용하여 제조한 이오노머 구조 지지체에 이오노머 코팅층의 이오노머 코팅 정도를 확인하기 위한 TG 분석 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 6(c)는, 본 발명의 비교예로서 DMF 분산제를 이용하여 제조한 이오노머 구조 지지체에 이오노머 코팅층의 이오노머 코팅 정도를 확인하기 위한 TG 분석 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
도 7은, 분산제로 EtOH를 사용하고, 슬러리 용매로서 EtOH 또는 IPA를 정제수와 3 : 7 로 혼합한 것을 사용하였을 때, 온도에 따른 중량 감소율을 나타내는 그래프이다.
도 8은, 분산제로 IPA를 사용하고, 슬러리 용매로서 EtOH 또는 IPA를 정제수와 3 : 7 로 혼합한 것을 사용하였을 때, 온도에 따른 중량 감소율을 나타내는 그래프이다.
도 9는, 촉매 구조 지지체와 이오노머 구조 지지체의 혼합 중량 비를 7 : 3 으로 형성한 경우에, 분산제별, 슬러리의 용매 별로 형성된 촉매 전극의 성능을 비교하는 그래프이다.
도 10은, 촉매 구조 지지체와 이오노머 구조 지지체의 혼합 중량 비를 6 : 4 으로 형성한 경우에, 분산제별, 슬러리의 용매 별로 형성된 촉매 전극의 성능을 비교하는 그래프이다.Fig. 1 is a flowchart showing steps of a method for manufacturing a three-phase separable catalytic electrode according to an embodiment of the present invention.
2 is a conceptual view schematically showing a step of forming a catalyst electrode slurry by mixing a catalyst structure support and an ionomer structure support according to an embodiment of the present invention.
3 is a conceptual view schematically showing a step of manufacturing an ionomeric structure support according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a photograph showing the results of experiments in which the degree of dissolution of Nafion ionomer was determined while changing the mixing volume of IPA dispersant and purified water according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a photograph showing an experiment result of confirming the degree of dissolution of Nafion ionomer by modifying the mixed volume of EtOH dispersant and purified water according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 (a) is a graph showing TG analysis results for confirming the ionomer coating degree of an ionomer coating layer on an ionomer structure support prepared using an IPA dispersant according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 (b) is a graph showing the results of TG analysis for confirming the ionomer coating degree of the ionomer coating layer on the ionomer structure support prepared using the EtOH dispersant according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 (c) is a graph showing the results of a TG analysis experiment for confirming the ionomer coating degree of the ionomer coating layer on the ionomer structure support prepared using the DMF dispersant as a comparative example of the present invention.
7 is a graph showing the weight loss rate with temperature when EtOH is used as a dispersing agent and EtOH or IPA mixed with purified water at a ratio of 3: 7 is used as a slurry solvent.
8 is a graph showing the weight loss rate with temperature when IPA is used as a dispersing agent and EtOH or IPA is mixed with purified water in a ratio of 3: 7.
9 is a graph comparing the performance of the catalyst electrode formed by the dispersant and the solvent of the slurry when the mixed weight ratio of the catalyst structure support and the ionomer structure support is 7: 3.
10 is a graph comparing the performance of the catalyst electrode formed by the dispersant and the solvent of the slurry when the mixed weight ratio of the catalyst structure support and the ionomer structure support is 6: 4.

이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.In the following, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Like reference symbols in the drawings denote like elements.

아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Various modifications may be made to the embodiments described below. It is to be understood that the embodiments described below are not intended to limit the embodiments, but include all modifications, equivalents, and alternatives to them.

실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used only to illustrate specific embodiments and are not intended to limit the embodiments. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "having" and the like refer to the presence of stated features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the contextual meaning of the related art and are to be interpreted as either ideal or overly formal in the sense of the present application Do not.

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In the following description of the present invention with reference to the accompanying drawings, the same components are denoted by the same reference numerals regardless of the reference numerals, and redundant explanations thereof will be omitted. In the following description of the embodiments, a detailed description of related arts will be omitted if it is determined that the gist of the embodiments may be unnecessarily blurred.

전극 반응이 일어나는 막전극 접합체(Membrane Electrode Assembly, MEA)는 고분자 연료전지의 성능과 내구성을 지배하는 핵심부품이다. 이 때, MEA의 성능은 촉매 전극 내의 전자, 프로톤 및 산소가 촉매 표면에 얼마나 잘 전달되냐에 따라 결정되곤 한다. 이 때, 기존의 촉매 전극들은 전자, 프로톤 및 산소의 통로들인 백금 촉매, 나피온 이오노머 및 기공(공극)이 촉매 전극 내에 무질서하게 규칙 없이 혼재되어 있어 촉매 전극 내에서 연료전지의 구동에 따라 구조적인 제약이 발생하게 된다. 이는 연료전지 성능과 내구성의 한계로 이어지고 있었다. Membrane Electrode Assembly (MEA), in which electrode reactions occur, is a key component that dominates the performance and durability of polymer fuel cells. At this time, the performance of the MEA is often determined by how well electrons, protons and oxygen in the catalyst electrode are delivered to the catalyst surface. At this time, the conventional catalyst electrodes are randomly mixed in the catalytic electrode irregularly and platinum catalysts, Nafion ionomers and pores (air gaps), which are channels of electrons, proton and oxygen, A constraint is generated. This has led to limitations in fuel cell performance and durability.

보다 상세하게, 연료전지의 막전극 접합체 내에서 일어나는 반응을 검토해 본결과, 지지체 및 촉매 표면을 덮고 있는 이오노머 분포 특성에 따라 MEA의 성능 및 내구성이 결정되는 것을 확인할 수 있다.More specifically, it was confirmed that the performance and durability of the MEA were determined according to the ionomer distribution characteristics covering the support and the catalyst surface, as a result of examining the reactions occurring in the membrane electrode assembly of the fuel cell.

특히, 연료전지의 성능을 지배하는 인자로서 산소가 5 nm 미만의 이오노머를 통과하면서 촉매표면의 산소농도가 1/20 수준으로 급격히 감소하는 것을 발견하였다. 이에 따라 촉매 표면에서의 산소 전달 정도는 MEA의 성능을 지배하는 인자로 작용됨을 확인하였다. 이러한 이오노머는 프로톤의 이동 통로로서의 역할을 수행하지만 현재 통용되는 연료전지의 촉매 전극에서는 성능 및 내구도에 악영향을 가하게 되는 것이다.In particular, it has been found that the oxygen concentration on the surface of the catalyst rapidly decreases to 1/20 level as oxygen passes through the ionomer of less than 5 nm as a factor controlling the performance of the fuel cell. As a result, it was confirmed that the degree of oxygen transfer on the catalyst surface acts as a factor controlling the performance of the MEA. These ionomers serve as a pathway for proton transfer, but adversely affect the performance and durability of the catalyst electrode of the current fuel cell.

또한, 연료전지의 내구성을 지배하는 인자로서, 연료전지를 장시간 운전 시, 전극 내 이오노머는 구조 지지체인 탄소가 부식하면서 지지체 표면에 넓게 분포된 형태에서 원형의 형태로 재배열(Creep)함으로써 두께가 두꺼워지고 결국 촉매 표면의 산소 농도를 더욱 떨어뜨림으로써 연료전지 성능이 크게 악화되는 것을 확인하였다. As a factor controlling the durability of the fuel cell, when the fuel cell is operated for a long period of time, the ionomer in the electrode is corroded by the structural support, is creeped into a circular shape widely distributed on the surface of the support, And the oxygen concentration of the surface of the catalyst is further decreased. As a result, the performance of the fuel cell is significantly deteriorated.

본 발명의 발명자는 이러한 해결 과제를 인식하고, 연구 끝에 촉매 전극 내부에 혼재된 전자/프로톤/산소의 이동 통로를 구조적으로 분리(3상 분리형 나노구조 촉매층)할 수 있는 새로운 개념의 촉매 전극을 개발하여 연료전지 성능 및 내구성을 획기적으로 향상시키는 기술을 도출하였다. The inventors of the present invention have recognized such a problem and developed a new concept catalytic electrode capable of structurally separating the electron / proton / oxygen flow path mixed in the catalyst electrode (three-phase separated nanostructure catalyst layer) Thereby improving the fuel cell performance and durability remarkably.

본 발명의 3상 분리형 촉매 전극에 따르면, 전자, 이온 및 산소 기체의 독자적인 통로가 각각 확보된 전극 촉매층의 구조 설계 및 제조방법을 제공한다. 이를 통해, 산소 전달을 극대화 할 수 있는 이오노머의 구조가 도출되고, 이오노머 구조 지지체 등 다양한 기능성 첨가제가 포함됨으로써 이오노머 및 촉매층의 구조가 안정화될 수 있다. According to the three-phase separable catalytic electrode of the present invention, there is provided a structure designing and manufacturing method of an electrode catalyst layer in which independent passages of electrons, ions, and oxygen gases are respectively secured. Through this, the structure of ionomer capable of maximizing oxygen transfer is derived, and various functional additives such as ionomer structure support are included, so that the structure of ionomer and catalyst layer can be stabilized.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따라서 3상 분리형 촉매 전극의 제조방법의 각 단계가 도시된 순서도이다.Fig. 1 is a flowchart showing steps of a method for manufacturing a three-phase separable catalytic electrode according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 도 1의 각 단계 공정을 참조하여 3상 분리형 촉매 전극의 제조방법의 각 단계에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, each step of the method for manufacturing a three-phase separable type catalytic electrode will be described in detail with reference to the respective steps of FIG.

본 발명의 일 측면에 따르는 3상 분리형 촉매 전극의 제조방법은, 제1 탄소 재료(120) 및 금속 촉매(110)를 포함하는 촉매 구조 지지체를 준비하는 단계(S10); 제2 탄소 재료(210)의 표면에 이오노머 코팅층(220)을 형성하여, 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계(S20); 상기 촉매 구조 지지체 및 상기 이오노머 구조 지지체를 용매에 넣고 혼합하여 촉매 전극 슬러리를 형성하는 단계(S30); 및 상기 형성된 촉매 전극 슬러리로 촉매 전극을 형성하는 단계(S40);를 포함한다.A method of manufacturing a three-phase separable catalytic electrode according to an aspect of the present invention includes: preparing a catalyst structure support including a first carbon material (120) and a metal catalyst (110); Forming an ionomer coating layer 220 on the surface of the second carbon material 210 to prepare an ionomer structure support body (S20); (S30) forming a catalyst electrode slurry by mixing the catalyst structure support and the ionomer structure support in a solvent; And forming a catalyst electrode using the formed catalyst electrode slurry (S40).

도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따라서 촉매 구조 지지체(100) 및 이오노머 구조 지지체(200)를 혼합하여 촉매 전극 슬러리가 형성되는 단계를 개략적으로 도시하고 있는 개념도이다.FIG. 2 is a conceptual view schematically showing a step of forming a catalyst electrode slurry by mixing a catalyst structure support 100 and an ionomer structure support 200 according to an embodiment of the present invention.

본 발명에서 촉매 구조 지지체는 전자의 이동 통로 역할을 하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 이오노머 구조 지지체는 프로톤 이동 통로 역할을 하는 것일 수 있다. 또한, 본 발명에서 공극은 산소 이동 통로 역할을 하는 것일 수 있다.In the present invention, the catalyst structure support may be one which serves as a passage for electrons. In the present invention, the ionomer structure support may be a proton transfer path. Also, in the present invention, the void may be one which serves as an oxygen transfer passage.

본 발명에서는 촉매 구조 지지체 및 이오노머 구조 지지체를 각각 준비 또는 제조한 후에 두 가지 지지체를 용매 안에서 혼합하여 분산시킨 후 촉매 전극 슬러리를 형성하고, 그를 이용하여 3상 분리형 촉매 전극을 형성한다.In the present invention, after preparing or preparing the catalyst structure support and the ionomer structure support, the two supports are mixed and dispersed in a solvent to form a catalyst electrode slurry, and a three-phase separable type catalyst electrode is formed using the slurry.

이 때, 본 발명에서 상기 이오노머의 소재는 특별히 한정하지 않으며, 일 예로서 나피온 이오노머를 사용하는 것일 수 있고, 그 외에도 상용화 되는 DuPont 사의 D521 등을 사용할 수도 있다.At this time, the material of the ionomer in the present invention is not particularly limited, and for example, Nafion ionomer may be used, or D521 of DuPont which is commercially available may be used.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 탄소 재료는, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black) 로 이루어진 탄소 담체 군과, 탄소나노튜브, 탄소나노와이어 및 탄소나노로드로 이루어진 탄소 섬유 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 제2 탄소 재료는, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 및 탄소나노로드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first carbon material may be at least one selected from the group consisting of Vulcan, Carbon Black, Graphite carbon, Acetylene Black and Ketjen Black. Carbon carrier group and a carbon fiber group composed of carbon nanotubes, carbon nanowires, and carbon nanorods, and the second carbon material includes carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon nanorods And at least one selected from the group consisting of

이와 같이 본 발명의 촉매 구조 지지체는 금속 촉매(110)를 담지하거나 포함할 수만 있다면, 다양한 종류의 제1 탄소 재료를 이용하여 형성할 수 있다.As described above, the catalyst structure support of the present invention can be formed using various kinds of first carbon materials as long as it can support or contain the metal catalyst 110.

도 3은, 본 발명의 일 실시예에 따라서 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계를 개략적으로 도시하고 있는 개념도이다.3 is a conceptual view schematically showing a step of manufacturing an ionomeric structure support according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 도 3을 참조하여 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계를 상세히 설명한다.Hereinafter, the step of manufacturing the ionomer structure support will be described in detail with reference to FIG.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 구조 지지체(200)를 제조하는 단계는, 상기 제2 탄소 재료(210, 210')의 표면에 상기 이오노머 및 분산제를 포함하는 용액을 이용하여 코팅층(220)을 형성하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the ionomer structure support 200 may include forming a coating layer 220 using a solution containing the ionomer and a dispersant on the surfaces of the second carbon materials 210 and 210 ' ). ≪ / RTI >

본 발명에서는 이오노머 구조 지지체를 제조하는 과정에서, 분산제를 포함하는 것을 하나의 특징으로 한다. 상기 분산제는, 화학적인 측면에서 제2 탄소 재료 상에 이오노머를 효과적으로 분산될 수 있도록 하는 역할을 수행한다. 이 때, 상기 분산제 외에도 이오노머 구조 지지체의 제2 탄소 재료 상의 효과적인 분산을 도모하기 위해서 기계적 분산 장치를 추가적으로 이용할 수도 있다. 기계적 분산 장치의 일 예로서, 초음파 장치를 이용할 수 있다. 다른 기계적 분산 장치의 일 예로서, 3-roll 장치를 이용할 수도 있다.In the present invention, it is a feature of the present invention to include a dispersant in the process of preparing the ionomer structure support. The dispersant plays a role of effectively dispersing the ionomer on the second carbon material in terms of chemistry. At this time, in addition to the above-mentioned dispersing agent, a mechanical dispersing device may be additionally used in order to effectively disperse the ionomer structure support on the second carbon material. As an example of the mechanical dispersion device, an ultrasonic device can be used. As an example of another mechanical dispersion device, a 3-roll device may be used.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 분산제는, IPA, EtOH 또는 이 둘을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the dispersant may be one comprising IPA, EtOH or both.

상기 분산제로서 다양한 유기 용매가 이용될 수 있다. 일 예로서, NMP. IPA, DMF, EtOH 등을 이용할 수 있다. 다만, 제2 탄소 재료의 용매 내에서의 높은 분산성 확보를 도모하기 위해서, 상기 분산제는 IPA, EtOH 또는 이 둘의 혼합 용액을 포함하는 것일 수 있다. IPA, EtOH를 이용할 경우 다른 분산제들을 이용하는 경우에 비해서 슬러리 용매 내에서 제2 탄소 재료의 특별히 높은 수준의 높은 분산성이 확보될 수 있다.As the dispersant, various organic solvents may be used. As an example, NMP. IPA, DMF, EtOH and the like can be used. However, in order to ensure high dispersibility in the solvent of the second carbon material, the dispersant may include IPA, EtOH, or a mixed solution of both. When IPA or EtOH is used, a particularly high level of high dispersibility of the second carbon material in the slurry solvent can be secured as compared with the case of using other dispersants.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 및 분산제를 포함하는 용액은, 이소프로필알코올(IPA), 에탄올(EtOH) 또는 이 둘의 혼합액 : 정제수(DI water)의 부피비가 2 : 8 내지 4 : 6 으로 혼합된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the solution containing the ionomer and the dispersant may be prepared by mixing a mixture of isopropyl alcohol (IPA), ethanol (EtOH) or a mixture of the two: DI water in a volume ratio of 2: 8 to 4: 6. ≪ / RTI >

이소프로필 알코올, 에탄올 또는 이 둘의 혼합액과 정제수 간의 혼합 부피비를 적절하게 조절함으로써 전극 슬러리 제작시에 이오노머 구조 지지체 표면에서 이오노머가 녹아나오지 않게 하는 효과를 기대할 수 있다. The mixing ratio of the mixture of isopropyl alcohol, ethanol, or a mixture thereof and the purified water can be appropriately controlled so as to prevent the ionomer from dissolving out from the surface of the ionomer structure support during the preparation of the electrode slurry.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계는, 상기 제2 탄소 재료를 산처리하는 단계를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the step of preparing the ionomer structure support may include an acid treatment of the second carbon material.

상기 제2 탄소 재료를 산처리하는 단계를 포함함으로써, 이오노머 구조지지체로 사용되는 상기 제2 탄소 재료에 잔류하고 있는 금속염들을 제거하는 것과 함께 지지체 표면을 산화시켜 이오노머가 상기 제2 탄소 재료의 표면에 좀 더 쉽게 붙을 수 있도록 하는 효과를 기대할 수 있다.Treating the second carbon material with an acid to thereby remove the metal salts remaining in the second carbon material used as the ionomer structure support and oxidize the surface of the support to form an ionomer on the surface of the second carbon material It is possible to expect an effect to be able to be attached more easily.

상기 산처리는, 염산 또는 질산 중 하나 이상을 사용하여 상기 제2 탄소 재료를 담지함으로써 표면 처리를 하는 것일 수 있다. 본 발명에서는 상기 산처리하는 단계에서 사용가능한 산으로서, 열거된 산의 종류 외에도 다양한 산성 성분의 물질을 이용할 수 있다.The acid treatment may be a surface treatment by carrying the second carbon material by using at least one of hydrochloric acid or nitric acid. In the present invention, various acidic substances other than the listed acids can be used as the acid usable in the acid treatment step.

일 예로서, 상기 산처리하는 단계는, 상기 제2 탄소 재료를 80 ℃ 정도의 온도 조건의 1.6 M 정도의 질산 수용액에서 12시간 정도 교반하고, 정제수로 세정한 후 건조하는 과정을 포함할 수 있다. 또한, 다른 일 예로서, 상기 산처리하는 단계는, 상기 제2 탄소 재료를 80 ℃ 정도의 온도 조건의 6 M 정도의 염산 수용액에서 12시간 정도 교반하고 정제수로 세정한 후 건조하는 과정을 포함할 수 있다.As an example, the step of acid treatment may include a step of stirring the second carbon material in a nitric acid aqueous solution of about 1.6 M under a temperature condition of about 80 캜 for about 12 hours, washing with purified water, and drying . As another example, the acid treatment step may include a step of stirring the second carbon material in an aqueous hydrochloric acid solution of about 6 M at a temperature of about 80 ° C for about 12 hours, washing the resultant with purified water, and drying .

한편, 상기 촉매 전극 슬러리의 총 중량 중, 이오노머의 총 함량은 프로톤 이동도를 결정하는데 중요한 요소일 수 있다. 이 때, 상기 촉매 전극 슬러리를 제조하는 과정에서, 이오노머 구조 지지체의 이오노머 코팅층에 포함된 이오노머의 함량이 전체 촉매 전극 슬러리의 20 중량% 내지 30 중량%에 미치지 못할 경우, 별도의 이오노머 용액을 추가로 혼합하여, 촉매 전극 슬러리 내의 이오노머 함량을 증가시킬 수 있다. 다만, 본 발명에 따르면, 추가적인 이오너머 용액의 혼합량을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.On the other hand, the total content of the ionomer among the total weight of the catalyst electrode slurry may be an important factor for determining the proton mobility. If the amount of the ionomer contained in the ionomer coating layer of the ionomer structure support is less than 20 wt% to 30 wt% of the entire catalyst electrode slurry in the process of preparing the catalyst electrode slurry, a separate ionomer solution is further added The ionomer content in the catalyst electrode slurry can be increased by mixing. However, according to the present invention, it may be desirable to minimize the amount of additional ionic solution.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 전극 슬러리를 형성하는 단계에서, 상기 이오노머 구조 지지체 내에 포함된 이오노머의 중량 감소율은 5 % 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, in the step of forming the catalyst electrode slurry, the weight loss ratio of the ionomer contained in the ionomer structure support may be 5% or less.

상기 이오노머 구조 지지체에 포함된 이오노머 코팅층은 슬러리로 제조되는 과정에서, 용매에 녹아나올 수 있다. 이 경우, 추후에 형성되는 촉매 전극에서 이오노머의 함량이 부족하게 될 수 있다. 이 때, 이오노머는 프로톤의 이동 통로 역할을 수행하게 되므로, 적절하게 계산된 함량으로 포함될 필요가 있다. 그러나, 이 경우에는 계산된 함량보다 촉매 전극에 이오노머의 함량이 적게 포함됨으로써 촉매 전극의 프로톤 이동도가 낮게 형성되는 문제가 발생할 수 있다. 이는 상기 이오노머 구조 지지체의 이오노머 중량 감소율이라고 표현할 수도 있으며, 상기 이오노머 구조 지지체의 이오노머 손실율이라고 표현할 수도 있다.The ionomer coating layer contained in the ionomer structure support may be dissolved in a solvent in the course of preparing the slurry. In this case, the content of the ionomer may become insufficient at the later catalyst electrode. At this time, the ionomer is required to be included in an appropriately calculated content, since it functions as a pathway of the proton. However, in this case, since the content of the ionomer is less than the calculated content, the proton mobility of the catalyst electrode may be lowered. This may be expressed as the ionomer weight reduction ratio of the ionomer structure support and may be expressed as the ionomer loss ratio of the ionomer structure support.

본 발명의 일 예에서는, 촉매 전극 슬러리를 제조하는 과정에서 이용가능한 적절한 용매의 조합을 개발하여, 촉매 전극 슬러리의 용매에 이오노머 구조 지지체의 이오노머 코팅층이 용해되는 양을 최소화 할 수 있다. 이 때, 본 발명의 일 예에 따르면, 상기 이오노머 구조 지지체 내에 포함된 이오노머가 용매 내로 5 중량% 이하로 용해되도록 할 수 있다. 바람직하 일 예에서, 상기 이오노머의 중량 감소율은 3 % 이하인 것일 수 있다. 일 예에서, 상기 이오노머의 중량 감소율은 IPA, EtOH 또는 둘의 혼합 용액에 정제수(DI water)를 적절하게 혼합하여 제조한 용매를 이용함으로써 구현되는 것일 수 있다. 촉매 전극 슬러리를 제조하는 과정에서 이용 가능한 용매는 IPA, EtOH 또는 둘 다의 용매와 정제수(DI water)의 혼합 비율은 2 : 8 내지 4 : 6인 것일 수 있다. 상기 혼합 비율은 바람직하게는, 3.5 : 6.5 내지 4.5 : 7.5 인 것일 수 있다.In one example of the present invention, a suitable combination of solvents that can be used in the preparation of the catalyst electrode slurry is developed to minimize the amount of the ionomer coating layer of the ionomer structure support dissolved in the solvent of the catalyst electrode slurry. At this time, according to one embodiment of the present invention, the ionomer contained in the ionomer structure support may be dissolved in the solvent to 5 wt% or less. In a preferred embodiment, the weight loss ratio of the ionomer may be 3% or less. In one example, the weight loss rate of the ionomer may be achieved by using a solvent prepared by appropriately mixing DI water with IPA, EtOH or a mixed solution of both. The solvent that can be used in the process of preparing the catalyst electrode slurry may be a mixture of IPA, EtOH, or both of the solvent and DI water in a ratio of 2: 8 to 4: 6. The mixing ratio may preferably be 3.5: 6.5 to 4.5: 7.5.

본 발명의 다른 일 측면에서는 3상 분리형 촉매 전극 슬러리를 제공한다.Another aspect of the present invention provides a three-phase separable catalytic electrode slurry.

본 발명의 다른 일 측면에 따르는 3상 분리형 촉매 전극 슬러리는, 제1 탄소 재료 및 금속 촉매를 포함하는 촉매 구조 지지체; 및 제2 탄소 재료 및 상기 제2 탄소 재료 표면에 형성된 이오노머 코팅층을 포함하는 이오노머 구조 지지체;를 포함한다.A three-phase separated catalytic electrode slurry according to another aspect of the present invention comprises: a catalyst structure support comprising a first carbon material and a metal catalyst; And an ionomer structure support comprising a second carbon material and an ionomer coating layer formed on the surface of the second carbon material.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 탄소 재료는, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black)로 이루어진 탄소 담체 군과 탄소나노튜브, 탄소나노오이어 및 탄소나노로드로 이루어진 탄소 섬유 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고, 상기 제2 탄소 재료는, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 및 탄소나노로드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first carbon material may be at least one selected from the group consisting of Vulcan, Carbon Black, Graphite carbon, Acetylene Black and Ketjen Black. Carbon carrier group and a carbon fiber group consisting of a carbon nanotube, a carbon nano-oxide, and a carbon nano-rod, and the second carbon material includes carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon nanorods And at least one selected from the group consisting of

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 구조 지지체 및 상기 이오노머 구조 지지체의 중량비는, 8: 2 내지 5 : 5 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the weight ratio of the catalyst structure support and the ionomer structure support may be 8: 2 to 5: 5.

상기 중량비의 한정 범위를 벗어나서, 촉매 구조 지지체의 중량이 적게 포함될 경우에는, 상대적으로 촉매 전극 내에서 전자의 이동성이 열위하게 되는 문제가 생길 수 있고, 이오노머 구조 지지체의 중량이 적게 포함될 경우에는, 상대적으로 촉매 전극 내에서 프로톤 이동성이 열위하게 되는 문제가 생길 수 있다.When the weight of the ionomer structure support is less than the above range of the weight ratio, there may arise a problem that the mobility of electrons is relatively weak in the catalyst electrode when the weight of the ionomer structure support is low, The proton mobility may be inferior in the catalyst electrode.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 구조 지지체 중, 제2 탄소 재료 : 이오노머의 중량비는, 4: 6 내지 6: 4인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the weight ratio of the second carbon material to the ionomer in the ionomer structure support may be 4: 6 to 6: 4.

상기 중량비의 한정 범위를 벗어나서, 제2 탄소 재료의 함량이 적게 포함될 경우에는, 상대적으로 이오노머 구조 지지체의 내구성이 열등해지는 문제가 생길 수 있고, 상기 이오노머의 함량이 적게 포함될 경우에는 이오노머 구조 지지체 표면의 프로톤 이동 통로 역할을 수행해야 하는 이오노머 코팅층이 충분히 형성되지 않는 문제가 생길 수 있다.If the content of the second carbon material is less than the above-mentioned limited range of the weight ratio, the ionomer structure scaffold may have a relatively poor durability. If the ionomer structure content is small, There may arise a problem that the ionomer coating layer, which should act as a proton transfer path, is not sufficiently formed.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 전극 슬러리 중, 상기 이오노머의 총 함량은 20 중량% 내지 30 중량% 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the total content of the ionomer in the catalyst electrode slurry may be 20 wt% to 30 wt%.

상기 촉매 전극 슬러리의 총 중량 중, 이오노머의 총 함량은 프로톤 이동도를 결정하는데 중요한 요소일 수 있다. 이 때, 상기 촉매 전극 슬러리를 제조하는 과정에서, 이오노머 구조 지지체의 이오노머 코팅층에 포함된 이오노머의 함량이 전체 촉매 전극 슬러리의 20 중량% 내지 30 중량%에 미치지 못할 경우, 별도의 이오노머 용액을 추가로 혼합하여, 촉매 전극 슬러리 내의 이오노머 함량을 증가시킬 수 있다. 이러한 경우에는, 상기 이오노머의 총 함량은 이오노머 코팅층에 포함된 이오노머의 함량에 별도로 추가된 이오노머 용액에 포함된 이오노머의 함량이 더해진 값일 수 있다.Of the total weight of the catalyst electrode slurry, the total ionomer content may be an important factor in determining the proton mobility. If the amount of the ionomer contained in the ionomer coating layer of the ionomer structure support is less than 20 wt% to 30 wt% of the entire catalyst electrode slurry in the process of preparing the catalyst electrode slurry, a separate ionomer solution is further added The ionomer content in the catalyst electrode slurry can be increased by mixing. In this case, the total content of the ionomer may be a value obtained by adding the content of the ionomer contained in the ionomer solution separately added to the content of the ionomer contained in the ionomer coating layer.

다만, 본 발명에 따르면, 추가적인 이오노머 용액으로부터 추가적으로 첨가된 이오노머의 혼합량을 최소화하는 것이 바람직할 수 있다.However, according to the present invention, it may be desirable to minimize the amount of ionomer added additionally from the additional ionomer solution.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머를 포함하는 용액;을 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a solution containing the ionomer may be further included.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 이오노머 코팅층의 두께는 1 nm 내지 99 nm 인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the thickness of the ionomer coating layer may be 1 nm to 99 nm.

상기 이오노머 코팅층의 두께가 1 nm 미만의 경우에는 그 두께가 너무 얇아 프로톤의 이동 통로가 너무 협소하게 형성되는 문제가 생길 수 있고, 99 nm 초과의 경우에는, 그 효과가 포화되고 전체 이오노머 구조 지지체의 두께가 두꺼워지는 문제가 생길 수 있다. When the thickness of the ionomer coating layer is less than 1 nm, the thickness of the ionomer coating layer is too thin, so that the movement path of the proton may be too narrow. When the thickness of the ionomer coating layer is more than 99 nm, There is a problem that the thickness becomes thick.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 촉매 전극 슬러리는, 전자, 프로톤 및 기체 각각의 독립적인 통로를 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the catalyst electrode slurry may include independent passages of electrons, protons, and gases, respectively.

실시예Example

본 발명의 실시예로서, 40 중량%의 Pt/CNT 를 촉매 구조 지지체로 준비하였다.As an example of the present invention, 40 wt% of Pt / CNT was prepared as a catalyst structure support.

또한, Carbon Nano-material Technology 사의 MR99를 산처리하고, IPA 분산제 또는 EtOH 분산제를 포함한 수용액과, DuPont 사의 D521 나피온 이오노머 바인더를 이용하여 이오노머 코팅층을 형성하고 건조하여 이오노머 구조 지지체를 제조하였다.An ionomer structure support was prepared by forming an ionomer coating layer using an aqueous solution containing an IPA dispersant or an EtOH dispersant and a D521 or DuPont ionomer binder manufactured by DuPont and drying the MR99 of Carbon Nano-material Technology.

이 과정을 수행하기에 앞서, IPA 분산제와 정제수(DI water)의 혼합 부피를 조절해 가면서, 다양한 혼합 용액 내에서 고체 상태의 나피온 이오노머가 용해되는 정도를 테스트하였다. 이 때 혼합 용액의 총량은 10 ml 로 통일시켰고, 고체 상태의 나피온 이오노머 2 g을 사용하였으며, 혼합 용액은 부피를 이용하여 각각의 성분 함량을 조절하였다.Prior to performing this procedure, the degree of dissolution of the Nafion ionomer in solid state in various mixed solutions was tested while controlling the mixing volume of the IPA dispersant and DI water. At this time, the total amount of the mixed solution was unified to 10 ml, and 2 g of the Nafion ionomer in solid state was used, and the content of each component was adjusted by using the volume of the mixed solution.

도 4는, 본 발명의 실시예에 따라 IPA 분산제와 정제수의 혼합 부피를 변형시켜가며 나피온 이오노머가 용해되는 정도를 확인한 실험 결과를 나타내는 사진이다. FIG. 4 is a photograph showing the results of experiments in which the degree of dissolution of Nafion ionomer was determined while changing the mixing volume of IPA dispersant and purified water according to an embodiment of the present invention.

또 다른 분산제에 대한 나피온 이오노머의 용해 정도를 측정하기 위해, 다른 분산제인 EtOH 분산제와 정제수의 혼합 부피를 조절해 가면서, 다양한 혼합 용액 내에서 고체 상태의 나피온 이오노머가 용해되는 정도를 확인하였다.In order to measure the degree of dissolution of the Nafion ionomer in another dispersant, the degree of dissolution of the Nafion ionomer in the solid state in various mixed solutions was determined while controlling the mixing volume of the EtOH dispersant, which is another dispersant, and the purified water.

도 5는, 본 발명의 실시예에 따라 EtOH 분산제와 정제수의 혼합 부피를 변형시켜가며 나피온 이오노머가 용해되는 정도를 확인한 실험 결과를 나타내는 사진이다. FIG. 5 is a photograph showing an experiment result of confirming the degree of dissolution of Nafion ionomer by modifying the mixed volume of EtOH dispersant and purified water according to an embodiment of the present invention.

고체 상태의 나피온 이오노머는 분산제가 존재하지 않는 정제수에는 전혀 녹지 않는 것을 확인하였고, 분산제 : 정제수의 혼합 부피 비율이 1 : 9 이하로 분산제 함량이 적을 경우에는 가시적으로 용액 내에 고형물이 남아 있는 것을 확인할 수 있었다. It was confirmed that solid state Nafion ionomer did not dissolve in purified water in the absence of a dispersant, and when the mixing volume ratio of the dispersant: purified water was 1: 9 or less and the dispersant content was small, solid matter remained in the solution visually I could.

분산제 : 정제수의 혼합 부피 비율이 3 : 7 일때는 고체 상태의 나피온 이오노머가 거의 녹지 않고 가시적으로 유연한 형태를 보이는 것을 확인하였다. 결과적으로, 상기 실험을 통해서 분산제 : 정제수의 혼합 부피 비율이 3 : 7 부근일 때 고체 상태의 나피온 이오노머가 용매에 녹아 나오지 않는 것을 확인할 수 있었다. 즉, 이러한 실험을 통해 분산제 : 정제수의 혼합 부피 비율이 3 : 7 부근인 혼합 용액을 용매로 만들어 이용할 때. 슬러리 상에서 이오노머 구조 지지체의 이오노머 코팅층이 녹아나오지 않으면서, 슬러리 내의 분산성을 높일 수 있는 결과물을 확보할 수 있을 것으로 분석되었다.When the mixing ratio of the dispersing agent to the purified water was 3: 7, it was confirmed that the solid Nafion ionomer hardly melted and visibly flexible. As a result, it was confirmed through the above experiment that when the mixing volume ratio of the dispersant: purified water was about 3: 7, the solid Nafion ionomer did not dissolve in the solvent. That is, when the mixed solution having a mixed volume ratio of dispersant: purified water of about 3: 7 is used as a solvent, It was analyzed that the ionomer coating layer of the ionomer structure support on the slurry could not dissolve and the dispersibility in the slurry could be improved.

한편, 상기 실시예에서 제조한, IPA 분산제 또는 EtOH 분산제를 정제수와 3 : 7 혼합 부피비로 혼합하여 제조한 이오노머 구조 지지체에 이오노머 코팅층의 이오노머 코팅 정도를 확인하기 위하여 TG 분석 실험을 수행하였다. Meanwhile, a TG analysis experiment was conducted to confirm the ionomer coating degree of the ionomer coating layer on the ionomer structure support prepared by mixing the IPA dispersant or the EtOH dispersant in purified water at a mixing ratio of 3: 7 by volume.

또한, 비교예로서, DMF를 분산제로 포함하는 것을 제외하면 동일한 조건에서 이오노머 구조 지지체를 제조하고, 동일하게 TG 분석 실험을 수행하였다.As a comparative example, an ionomer structure support was prepared under the same conditions except that DMF was used as a dispersant, and the same TG analysis experiment was carried out.

이 때, 각 결과물의 신뢰성 확보를 위해 TG를 2회 진행하였으며, 2회 진행한 결과 비슷한 결과물을 확보하였다.At this time, TG was carried out twice in order to secure the reliability of each result.

도 6(a)는, 본 발명의 실시예에 따라 IPA 분산제를 이용하여 제조한 이오노머 구조 지지체에 이오노머 코팅층의 이오노머 코팅 정도를 확인하기 위한 TG 분석 실험 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 (a) is a graph showing TG analysis results for confirming the ionomer coating degree of an ionomer coating layer on an ionomer structure support prepared using an IPA dispersant according to an embodiment of the present invention.

도 6(b)는, 본 발명의 실시예에 따라 EtOH 분산제를 이용하여 제조한 이오노머 구조 지지체에 이오노머 코팅층의 이오노머 코팅 정도를 확인하기 위한 TG 분석 실험 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 (b) is a graph showing the results of TG analysis to confirm the ionomer coating degree of the ionomer coating layer on the ionomer structure support prepared using the EtOH dispersant according to the embodiment of the present invention.

도 6(c)는, 본 발명의 비교예로서 DMF 분산제를 이용하여 제조한 이오노머 구조 지지체에 이오노머 코팅층의 이오노머 코팅 정도를 확인하기 위한 TG 분석 실험 결과를 나타내는 그래프이다.FIG. 6 (c) is a graph showing the results of a TG analysis experiment for confirming the ionomer coating degree of the ionomer coating layer on the ionomer structure support prepared using the DMF dispersant as a comparative example of the present invention.

상기 실험 결과를 통해, 분산제로서 EtOH 및 IPA를 사용한 것이 초기 나피온 이오노머 코팅층에 대한 중량 타겟이었던 50 중량%에 가장 근접한 값을 나타내는 것을 확인할 수 있었다.From the above experimental results, it was confirmed that the use of EtOH and IPA as the dispersing agent showed the closest value to the weight target of 50 wt% for the initial Nafion ionomer coating layer.

반면, 분산제로 DMF를 이용할 경우 원하는 수준의 나피온 이오노머 분산도를 확보하지 못함에 따라, 의도한 중량 타겟 수준에 크게 못미치는 수준의 이오노머 코팅 정도가 확인되었다.On the other hand, when DMF was used as a dispersant, the desired level of Nafion ionomer dispersion could not be secured, so that the level of ionomer coating was found to be much lower than the intended weight target level.

이 후, 상기 촉매 구조 지지체와 이오노머 구조 지지체를 용매에 2 시간 동안 stirring 하며 혼합하여 촉매 전극 슬러리 조성물을 형성하였다. 그리고 filtration 하여 나피온 이오노머가 용매 내로 녹아나왔는지를 분석하였다. Thereafter, the catalyst structure support and the ionomer structure support were stirred and mixed in a solvent for 2 hours to form a catalyst electrode slurry composition. After filtration, Nafion ionomer was dissolved in the solvent.

이 때 용매로는 EtOH 또는 IPA 를 정제수와 3 : 7 로 혼합한 용매를 사용하였다.At this time, EtOH or IPA was mixed with purified water in a ratio of 3: 7.

도 7은, 분산제로 EtOH를 사용하고, 슬러리 용매로서 EtOH 또는 IPA를 정제수와 3 : 7 로 혼합한 것을 사용하였을 때, 온도에 따른 중량 감소율을 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the weight loss rate with temperature when EtOH is used as a dispersing agent and EtOH or IPA mixed with purified water at a ratio of 3: 7 is used as a slurry solvent.

도 8은, 분산제로 IPA를 사용하고, 슬러리 용매로서 EtOH 또는 IPA를 정제수와 3 : 7 로 혼합한 것을 사용하였을 때, 온도에 따른 중량 감소율을 나타내는 그래프이다.8 is a graph showing the weight loss rate with temperature when IPA is used as a dispersing agent and EtOH or IPA is mixed with purified water in a ratio of 3: 7.

상기 실험을 통해 EtOH 또는 IPA를 CNT 분산제로 사용한 이오노머 구조 지지체의 경우, 초기 Nafion 함량이 약 45 % 상태에서 EtOH 또는 IPA : 정제수 = 3 : 7 의 혼합 용매에 녹인 후 EtOH solvent를 사용시 Nafion 함량 감소률이 처음과 거의 비슷한 것을 확인하였고, 이는 결국 용매에 나피온 이오노머가 거의 녹아 나오지 않음을 증명하는 것이다. 이로써 3상 분리형 촉매 전극을 제조하기 위한 슬러리 조성물 내에서 이오노머 구조 지지체의 구조는 그대로 유지된다는 것을 확인하였다.In the case of the ionomer structure support using EtOH or IPA as a CNT dispersant, the initial Nafion content was dissolved in a mixed solvent of EtOH or IPA: purified water = 3: 7 at about 45% Was almost the same as the beginning, which proves that the Nafion ionomer hardly melts in the solvent. Thus, it was confirmed that the structure of the ionomer structure support was maintained in the slurry composition for producing the three-phase separable catalyst electrode.

도 9는, 촉매 구조 지지체와 이오노머 구조 지지체의 혼합 중량 비를 7 : 3 으로 형성한 경우에, 분산제별, 슬러리의 용매 별로 형성된 촉매 전극의 성능을 비교하는 그래프이다.9 is a graph comparing the performance of the catalyst electrode formed by the dispersant and the solvent of the slurry when the mixed weight ratio of the catalyst structure support and the ionomer structure support is 7: 3.

도 10은, 촉매 구조 지지체와 이오노머 구조 지지체의 혼합 중량 비를 6 : 4 으로 형성한 경우에, 분산제별, 슬러리의 용매 별로 형성된 촉매 전극의 성능을 비교하는 그래프이다.10 is a graph comparing the performance of the catalyst electrode formed by the dispersant and the solvent of the slurry when the mixed weight ratio of the catalyst structure support and the ionomer structure support is 6: 4.

이를 통해 분산제로 IPA 를 사용하는 것이 가장 높은 성능을 보임을 확인할 수 있었고, 슬러리 용매로는 EtOH : 정제수의 혼합 부피비 3 : 7 로 형성한 경우의 촉매 전극의 성능이 가장 높은 것을 확인할 수 있었다.As a result, it was confirmed that IPA as a dispersant exhibited the highest performance, and that the performance of the catalyst electrode was highest when the mixing ratio of EtOH: purified water was 3: 7 as a slurry solvent.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, if the techniques described are performed in a different order than the described methods, and / or if the described components are combined or combined in other ways than the described methods, or are replaced or substituted by other components or equivalents Appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.

Claims (18)

제1 탄소 재료 및 금속 촉매를 포함하는 촉매 구조 지지체를 준비하는 단계;
제2 탄소 재료의 표면에 이오노머 코팅층을 형성하여, 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계;
상기 촉매 구조 지지체 및 상기 이오노머 구조 지지체를 용매에 넣고 혼합하여 촉매 전극 슬러리를 형성하는 단계; 및
상기 형성된 촉매 전극 슬러리로 촉매 전극을 형성하는 단계;를 포함하는,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
Preparing a catalyst structure support comprising a first carbon material and a metal catalyst;
Forming an ionomer coating layer on the surface of the second carbon material to prepare an ionomer structure support;
Mixing the catalyst structure support and the ionomer structure support in a solvent to form a catalyst electrode slurry; And
And forming a catalyst electrode with the formed catalyst electrode slurry.
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈◈ Claim 2 is abandoned due to payment of registration fee. 제1항에 있어서,
상기 제1 탄소 재료는, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black) 로 이루어진 탄소 담체 군과, 탄소나노튜브, 탄소나노와이어 및 탄소나노로드로 이루어진 탄소 섬유 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
상기 제2 탄소 재료는, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 및 탄소나노로드, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The first carbon material may be a carbon carrier group consisting of Vulcan, Carbon Black, Graphite carbon, Acetylene Black and Ketjen Black, A carbon nanowire, and a carbon fiber group composed of carbon nanorods,
The second carbon material may be at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanofibers and carbon nanorods, Vulcan, carbon black, graphite carbon, acetylene black, and Ketjen black ). ≪ / RTI >< RTI ID = 0.0 >
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
제1항에 있어서,
상기 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계는,
상기 제2 탄소 재료의 표면에 상기 이오노머 및 분산제를 포함하는 용액을 이용하여 상기 이오노머 구조 지지체 표면에 이오노머 코팅층을 형성하는 것인,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of preparing the ionomer structure support comprises:
An ionomer coating layer is formed on the surface of the ionomer structure support using a solution containing the ionomer and the dispersant on the surface of the second carbon material.
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
제3항에 있어서,
상기 분산제는, IPA, EtOH 또는 이 둘을 포함하는 것인,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
The method of claim 3,
Wherein the dispersing agent comprises IPA, EtOH or both.
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
제3항에 있어서,
상기 이오노머 및 분산제를 포함하는 용액은,
이소프로필알코올(IPA), 에탄올(EtOH) 또는 이 둘의 혼합액 : 정제수(DI water)의 부피비가 2 : 8 내지 4 : 6 으로 혼합된 것인,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
The method of claim 3,
The solution containing the ionomer and the dispersant,
Wherein a volume ratio of isopropyl alcohol (IPA), ethanol (EtOH) or a mixture of the two: DI water is 2: 8 to 4: 6,
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
제1항에 있어서,
상기 이오노머 구조 지지체를 제조하는 단계는,
상기 제2 탄소 재료를 산처리하는 단계를 포함하는 것인,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
The step of preparing the ionomer structure support comprises:
And acid treating the second carbon material.
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
제1항에 있어서,
상기 촉매 전극 슬러리를 형성하는 단계에서,
상기 이오노머 구조 지지체 내에 포함된 이오노머의 중량 감소율은 5 % 이하인 것인,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
In the step of forming the catalyst electrode slurry,
Wherein the weight loss ratio of the ionomer contained in the ionomer structure support is 5% or less.
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
제1항에 있어서,
상기 형성된 촉매 전극 슬러리로 촉매 전극을 형성하는 단계의 건조 온도는, 60 ℃ 내지 90 ℃ 인 것인,
3상 분리형 촉매 전극의 제조방법.
The method according to claim 1,
Wherein the step of forming the catalyst electrode with the catalyst electrode slurry has a drying temperature of 60 ° C to 90 ° C.
A method for producing a three-phase separable catalytic electrode.
제1 탄소 재료 및 금속 촉매를 포함하는 촉매 구조 지지체; 및
제2 탄소 재료 및 상기 제2 탄소 재료 표면에 형성된 이오노머 코팅층을포함하는 이오노머 구조 지지체;를 포함하는,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
A catalyst structure support comprising a first carbon material and a metal catalyst; And
A second carbon material, and an ionomer coating layer formed on the surface of the second carbon material.
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항에 있어서,
상기 제1 탄소 재료는, 불칸(Vulcan), 카본블랙(Carbon Black), 그래파이트 카본(Graphite carbon), 아세틸렌블랙(Acetylene Black) 및 케첸블랙(Ketjen Black)로 이루어진 탄소 담체 군과 탄소나노튜브, 탄소나노오이어 및 탄소나노로드로 이루어진 탄소 섬유 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것이고,
상기 제2 탄소 재료는, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유 및 탄소나노로드로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
10. The method of claim 9,
The first carbon material may be a carbon carrier group consisting of Vulcan, Carbon Black, Graphite carbon, Acetylene Black and Ketjen Black, Nano-fibers, carbon fibers, nano-fibers, carbon nano-rods, nano-
Wherein the second carbon material comprises at least one selected from the group consisting of carbon nanotubes, carbon nanofibers, and carbon nanorods.
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항에 있어서,
상기 촉매 구조 지지체 및 상기 이오노머 구조 지지체의 중량비는, 9 : 1 내지 5 : 5 인 것인,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
10. The method of claim 9,
Wherein the weight ratio of the catalyst structure support to the ionomer structure support is from 9: 1 to 5: 5.
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항에 있어서,
상기 이오노머 구조 지지체 중, 제2 탄소 재료 : 이오노머의 중량비는, 4: 6 내지 6: 4인 것인,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
10. The method of claim 9,
Wherein the weight ratio of the second carbon material to the ionomer in the ionomer structure support is from 4: 6 to 6: 4.
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항에 있어서,
상기 촉매 전극 슬러리 중, 상기 이오노머의 총 함량은 20 중량% 내지 30 중량% 인 것인,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
10. The method of claim 9,
Wherein the total content of the ionomer in the catalyst electrode slurry is 20 wt% to 30 wt%
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항에 있어서,
상기 이오노머를 포함하는 용액;을 더 포함하는,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
10. The method of claim 9,
And a solution containing the ionomer.
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항에 있어서,
상기 이오노머 코팅층의 두께는 1 nm 내지 99 nm 인 것인,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
10. The method of claim 9,
Wherein the ionomer coating layer has a thickness of 1 nm to 99 nm.
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항에 있어서,
상기 촉매 전극 슬러리는, 전자, 이온 및 기체 각각의 독립적인 통로를 포함하는 것인,
3상 분리형 촉매 전극 슬러리.
10. The method of claim 9,
Wherein the catalyst electrode slurry comprises independent passages of electrons, ions and gases, respectively.
3 phase separated catalytic electrode slurry.
제9항 내지 제16항 중 어느 한 항의 3상 분리형 촉매 전극 슬러리를 이용하여 제조된,
3상 분리형 촉매 전극.
A method for producing a three-phase separable catalyst electrode slurry according to any one of claims 9 to 16,
3 phase separated catalytic electrode.
제17항에 있어서,
상기 3상 분리형 촉매 전극은, 제1항의 제조방법으로 제조된 것인,
3상 분리형 촉매 전극.18. The method of claim 17,
The three-phase separable-type catalytic electrode according to claim 1, wherein the three-
3 phase separated catalytic electrode.
KR1020170170165A 2017-12-12 2017-12-12 Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same KR101955666B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170165A KR101955666B1 (en) 2017-12-12 2017-12-12 Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170170165A KR101955666B1 (en) 2017-12-12 2017-12-12 Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101955666B1 true KR101955666B1 (en) 2019-03-07

Family

ID=65760805

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170170165A KR101955666B1 (en) 2017-12-12 2017-12-12 Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101955666B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120008A (en) * 2019-04-11 2020-10-21 한국에너지기술연구원 Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same
KR102288596B1 (en) * 2020-02-28 2021-08-11 한국과학기술연구원 Catalyst electrode for fuel cell, manufacturing method thereof and a fuel cell comprising the catalyst electrode for fuel cell

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110125759A (en) * 2010-05-14 2011-11-22 한국에너지기술연구원 Membrane electrode assembly(mea) using nano carbon materials for fuel cell and method for the same
KR20140000715A (en) * 2011-04-25 2014-01-03 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션 Catalyst material for fuel cell
JP2016110888A (en) * 2014-12-09 2016-06-20 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing electrode catalyst layer for fuel cell
KR20170089486A (en) * 2016-01-27 2017-08-04 코오롱인더스트리 주식회사 The mixed catalysts composition for fuel cell electrode, the electrode of fuel cell and manufacturing method of the electrode

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110125759A (en) * 2010-05-14 2011-11-22 한국에너지기술연구원 Membrane electrode assembly(mea) using nano carbon materials for fuel cell and method for the same
KR20140000715A (en) * 2011-04-25 2014-01-03 유나이티드 테크놀로지스 코포레이션 Catalyst material for fuel cell
JP2016110888A (en) * 2014-12-09 2016-06-20 トヨタ自動車株式会社 Method of manufacturing electrode catalyst layer for fuel cell
KR20170089486A (en) * 2016-01-27 2017-08-04 코오롱인더스트리 주식회사 The mixed catalysts composition for fuel cell electrode, the electrode of fuel cell and manufacturing method of the electrode

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200120008A (en) * 2019-04-11 2020-10-21 한국에너지기술연구원 Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same
KR102229663B1 (en) * 2019-04-11 2021-03-19 한국에너지기술연구원 Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same
KR102288596B1 (en) * 2020-02-28 2021-08-11 한국과학기술연구원 Catalyst electrode for fuel cell, manufacturing method thereof and a fuel cell comprising the catalyst electrode for fuel cell
EP3872909A1 (en) * 2020-02-28 2021-09-01 Korea Institute of Science and Technology Catalyst electrode for fuel cell, manufacturing method thereof and a fuel cell comprising the catalyst electrode for fuel cell
US11289711B2 (en) 2020-02-28 2022-03-29 Korea Institute Of Science And Technology Catalyst electrode for fuel cell, manufacturing method thereof and a fuel cell comprising the catalyst electrode for fuel cell
US11799093B2 (en) 2020-02-28 2023-10-24 Korea Institute Of Science And Technology Catalyst electrode for fuel cell, manufacturing method thereof and a fuel cell comprising the catalyst electrode for fuel cell

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5322110B2 (en) Manufacturing method of cathode electrode material for fuel cell, cathode electrode material for fuel cell, and fuel cell using the cathode electrode material
JP4786453B2 (en) Catalyst for fuel cell cathode, membrane-electrode assembly including the same, and fuel cell system
US20080020924A1 (en) Method of fabricating platinum alloy electrocatalysts for membrane fuel cell applications
KR102176928B1 (en) Use of an anode catalyst layer
CN111900420A (en) Anode catalyst slurry, anode catalyst layer, membrane electrode and fuel cell
JP2005108838A (en) High concentration carbon supported catalyst, method of preparing the same, catalyst electrode utilizing the catalyst, and fuel cell utilizing the same
US20070161501A1 (en) Method for making carbon nanotube-supported platinum alloy electrocatalysts
JPWO2007119640A1 (en) Fuel cell electrode catalyst and method for producing the same
JP2006260909A (en) Membrane electrode assembly and polymer electrolyte fuel cell using the same
WO2012057236A1 (en) Anode-side catalyst composition for fuel cells, and membrane electrode assembly (mea) for solid polymer fuel cells which comprises same
KR101905213B1 (en) Shape controlled palladium and palladium alloy nanoparticle catalyst
JP2006210135A (en) Catalyst electrode material, catalyst electrode, manufacturing method thereof, support material for electrode catalyst and electrochemical device
JP2007157711A (en) Cathode catalyst for fuel cell, membrane-electrode assembly for fuel cell, and fuel cell system
JP2006019300A (en) Electrode for fuel cell, fuel cell, and manufacturing method therefor
US20100068591A1 (en) Fuel cell catalyst, fuel cell cathode and polymer electrolyte fuel cell including the same
KR101955666B1 (en) Catalyst electrode of three-phase sepatation and manufacturing method for the same
JP4695612B2 (en) Method for producing metal catalyst and method for producing electrode
JP2009158131A (en) Electrocatalyst and method of manufacturing the same
KR20190136252A (en) Catalyst ink for forming electrode catalyst layer of fuel cell and manufacturing method thereof
EP4086988A1 (en) Catalyst for fuel cell, method for manufacturing same, and membrane-electrode assembly comprising same
JP2008288006A (en) Catalyst for ethanol fuel cell electrode, membrane-electrode assembly for ethanol fuel cell, and ethanol fuel cell
JP2006179427A (en) Electrode catalyst for fuel cell, and the fuel cell
JP2006313738A (en) Method of manufacturing catalyst for fuel cell, catalyst for fuel cell manufactured by its manufacturing method, electrode for fuel cell, membrane electrode assembly, and fuel cell
KR20100005507A (en) Electrocatalyst, membrane electrode assembly and manufacturing method thereof
JP2008077956A (en) Varnish for forming catalyst electrode for fuel cell, catalytic electrode using it, membrane electrode assembly using it, fuel cell using it

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant