KR102466227B1 - Method for manufacturing catalyst layer, Catalyst layer, Bipolar-membrane - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미립상태의 촉매물질과 액상상태의 유동물질이 혼합되어 스프레이로 분사한 후, 건조과정을 통해 촉매물질을 잔존시켜 형성된 촉매층에 대한 것이며, 또한 상기 촉매층을 이용한 바이폴라멤브레인에 대한 것이다. 구체적으로 균질크기의 촉매물질(100)을 준비하는 제1준비단계(S100); 유체로 형성된 유동물질(200)을 준비하는 제2준비단계(S200); 상기 제2준비단계 후, 상기 촉매물질을 혼합하여 혼합물(300)을 형성하는 혼합단계(S300); 상기 혼합단계 후, 혼합물을 피막층(400)을 형성하는 도포단계(S400); 상기 도포단계 후, 유동물질을 제거하는 건조단계(S500);를 포함하는 시계열적 단계로 이루어진다. The present invention relates to a catalyst layer formed by mixing a catalyst material in a particulate state and a fluid material in a liquid state and spraying, and then remaining the catalyst material through a drying process, and also to a bipolar membrane using the catalyst layer. Specifically, a first preparation step (S100) of preparing a catalyst material 100 of a homogeneous size; A second preparation step (S200) of preparing a fluid material 200 formed of a fluid; After the second preparation step, a mixing step (S300) of mixing the catalytic material to form a mixture 300; After the mixing step, a coating step (S400) of forming a coating layer 400 with the mixture; After the coating step, a drying step (S500) of removing fluid materials;

Description

촉매층 제조방법, 촉매층, 바이폴라멤브레인 {Method for manufacturing catalyst layer, Catalyst layer, Bipolar-membrane}Method for manufacturing catalyst layer, Catalyst layer, Bipolar-membrane}

본 발명은 미립상태의 촉매물질과 액상상태의 유동물질이 혼합되어 스프레이로 분사한 후, 건조과정을 통해 촉매물질을 잔존시켜 형성된 촉매층에 대한 것이며, 또한 상기 촉매층을 이용한 바이폴라멤브레인에 대한 것이다. The present invention relates to a catalyst layer formed by mixing a catalyst material in a particulate state and a fluid material in a liquid state and spraying, and then remaining the catalyst material through a drying process, and also to a bipolar membrane using the catalyst layer.

특허발명 001은 수소이온교환막(PEM) 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리의 제조방법에 대한 발명이며, 구체적으로 PEM 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리의 제조방 법은 a) PFSI 용액에 MOH 수용액(M은 알칼리 금속으로 Li, Na, K)을 첨가하여 용액내의 PFSI를 M+형으로 전환시키는 단계, b) PFSI 용액내 잔류 알콜보다 비점이 높은 극성 유기용매를 상기 a)의 혼합용액에 첨 가한 다음 상기 알콜의 비점 내지 비점+20℃에서 가열하여 잔류 알콜을 제거하여 전처리된 PFSI 용액을 얻은 단계, 및 c) 상기 전처리된 PFSI 용액과 Pt/카본분말을 혼합하여 PEM 연료전지의 촉매층 형성용 슬 러리를 형성하는 단계;를 제시하고 있다. Patent Invention 001 is an invention for a method for producing a slurry for forming a catalyst layer of a hydrogen ion exchange membrane (PEM) fuel cell. Specifically, the method for producing a slurry for forming a catalyst layer for a PEM fuel cell is Converting PFSI in the solution to M+ form by adding Li, Na, K) as alkali metals, b) adding a polar organic solvent having a higher boiling point than the residual alcohol in the PFSI solution to the mixed solution of a), and then Obtaining a pretreated PFSI solution by heating at a boiling point of from +20 ° C to remove residual alcohol, and c) mixing the pretreated PFSI solution and Pt / carbon powder to form a slurry for forming a catalyst layer of a PEM fuel cell Steps to do; are presented.

특허발명 002는 연료전지용 막전극접합체의 수소이온교환막 상에 촉매층을형성시키는 방법에 대한 발명이며, 구체적으로 고분자 전해질 연료전지(PEMFC, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 직접 메탄올 연료 전지(DMFC, Direct Methanol Fuel Cell) 등의 막전극접합체(MEA) 제조에서 주로 사용되던 스프레이 방법이나 브러쉬 방법에 의한 촉매층 형성 방법과는 전혀 다른 방법으로, 고분산된 촉매 입자들이 균일한 촉매층을 형성하는 기술을 제시하고 있다. Patent Invention 002 is an invention for a method of forming a catalyst layer on a hydrogen ion exchange membrane of a membrane electrode assembly for a fuel cell, specifically, a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), a direct methanol fuel cell (DMFC) A technique for forming a uniform catalyst layer with highly dispersed catalyst particles is proposed, which is completely different from the method of forming a catalyst layer by the spray method or brush method, which is mainly used in the manufacture of membrane electrode assemblies (MEAs) such as Fuel Cell). .

특허발명 003은 바이폴라 이온교환시트 및 그 제조방법에 대한 발명이며, 구체적으로 양이온 흡착시트, 양이온교환 코팅층, 음이 온교환 코팅층 및 음이온 흡착시트가 순차 배열된 바이폴라 이온교환시트로서, 상기 양이온 흡착시트 및 음이온 흡착시트의 적어도 하나는 복수의 관통홀이 형성된 것인 바이폴라 이온교환시트를 제공하며, 양이온 흡착시트 및 음이온 흡착시트 중 하나의 이온 흡착시트에 복수의 관통홀을 형성하는 단계; 관통홀을 갖지 않는 이온 흡착시트 의 일면에 동일한 극성의 이온교환기를 갖는 고분자를 포함하는 제1 이온교환 코팅액을 코팅하고 건조하여 제1 이온교환 코팅층을 형성하는 단계, 상기 제1 이온교환 코팅층 상에 다른 극성의 이온교환기를 갖는 고분자를 포 함하는 제2 이온교환 코팅액을 코팅하는 단계, 및 상기 제2 이온교환 코팅액이 건조되기 전에 상기 복수의 관통 홀이 형성된 이온 흡착시트를 상기 코팅된 제2 이온교환 코팅액 상에 적층하고 건조하여 제2 이온교환 코팅층을 형성하고 상기 관통홀이 형성된 이온교환시트를 접합하는 단계를 포함하는 바이폴라 이온교환시트의 제조방법을 제시한다. Patent Invention 003 is an invention for a bipolar ion exchange sheet and a method for manufacturing the same, specifically, a bipolar ion exchange sheet in which a cation adsorption sheet, a cation exchange coating layer, an anion exchange coating layer, and an anion adsorption sheet are sequentially arranged, the cation adsorption sheet and providing a bipolar ion exchange sheet in which at least one of the anion adsorption sheets has a plurality of through holes, forming a plurality of through holes in one of the cation adsorption sheet and the anion adsorption sheet; Forming a first ion exchange coating layer by coating a first ion exchange coating liquid containing a polymer having an ion exchange group of the same polarity on one surface of an ion adsorption sheet having no through holes and drying the same, on the first ion exchange coating layer coating a second ion exchange coating liquid containing a polymer having an ion exchange group of a different polarity; and before the second ion exchange coating liquid is dried, the ion adsorbing sheet having the plurality of through holes is coated with the second ion exchange coating liquid. A method for manufacturing a bipolar ion exchange sheet is provided, which includes forming a second ion exchange coating layer by laminating on an exchange coating solution and drying the same, and bonding the ion exchange sheet having the through holes formed thereon.

특허발명 004는 비대칭 구조의 바이폴라 이온교환막 및 그 제조방법에 대한 발명이며, 구체적으로 제1 극성의 이온교환기를 포함하는 이온교환수지 분말이 매트릭스 수지에 분산된 제1 극성 이온흡착시트 표면에 제1 극성의 이온교환기를 갖는 폴리머로 된 균질의 제1 극성 이온교환수지층을 포함하는 제1 극성 이온교환막; 및 상기 제1 극성 이온교환수지층 표면에 제2 극성의 이온교환기를 갖는 제2 극성 이온교환수지 분말이 매트릭스 수지에 분산된 비균질의 제2 극성 이온교환막을 포함하며, 상기 제1 극성의 이온교환막과 제2 극성의 이온교환막이 비대칭의 층 구조로 대면하는 바이폴라 이온교환막을 제시하고 있다. Patent Invention 004 is an invention for a bipolar ion exchange membrane having an asymmetric structure and a method for manufacturing the same. a first polar ion exchange membrane including a homogeneous first polar ion exchange resin layer made of a polymer having a polar ion exchange group; and a heterogeneous second polar ion exchange membrane in which powder of a second polar ion exchange resin having an ion exchange group of a second polarity on a surface of the first polar ion exchange resin layer is dispersed in a matrix resin, wherein the ion exchange membrane of the first polarity A bipolar ion exchange membrane in which an ion exchange membrane of polarity and a second polarity face each other in an asymmetric layer structure is proposed.

KR 10-0446607 (등록일자 2004년08월23일)KR 10-0446607 (registered on August 23, 2004) KR 10-0705553 (등록일자 2007년04월03일)KR 10-0705553 (registered on April 3, 2007) KR 10-2017-0035718 (공개일자 2017년03월31일)KR 10-2017-0035718 (published on March 31, 2017) KR 10-2018-0109586 (공개일자 2018년10월08일)KR 10-2018-0109586 (published on October 08, 2018)

본 발명은 미립상태의 촉매물질과 액상상태의 유동물질이 혼합되어 스프레이로 분사한 후, 건조과정을 통해 촉매물질을 잔존시켜 형성된 촉매층에 대한 것이며, 또한 상기 촉매층을 이용한 바이폴라멤브레인에 대한 것이다. The present invention relates to a catalyst layer formed by mixing a catalyst material in a particulate state and a fluid material in a liquid state and spraying, and then remaining the catalyst material through a drying process, and also to a bipolar membrane using the catalyst layer.

본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 것이며, 구체적으로 균질크기의 촉매물질(100)을 준비하는 제1준비단계(S100); 유체로 형성된 유동물질(200)을 준비하는 제2준비단계(S200); 상기 제2준비단계 후, 상기 유동물질 및 상기 촉매물질을 혼합하여 혼합물(300)을 형성하는 혼합단계(S300); 상기 혼합단계 후, 혼합물을 피막층(400)을 형성하는 도포단계(S400); 상기 도포단계 후, 유동물질을 제거하는 건조단계(S500);를 포함하는 시계열적 단계로 이루어진다. The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and specifically, a first preparation step (S100) of preparing a catalyst material 100 of a homogeneous size; A second preparation step (S200) of preparing a fluid material 200 formed of a fluid; After the second preparation step, a mixing step (S300) of mixing the fluid material and the catalyst material to form a mixture 300; After the mixing step, a coating step (S400) of forming a coating layer 400 with the mixture; After the coating step, a drying step (S500) of removing fluid materials;

본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 혼합단계 또는 제2준비단계 중, 용매(500)를 첨가하는 첨가단계(S310);를 추가적으로 더 포함한다. The present invention relates to a method for manufacturing a catalyst layer, and in the above-described invention, among the mixing step or the second preparation step, an addition step (S310) of adding a solvent 500; additionally further includes.

본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 제1준비단계는 촉매물질의 친수화하는 친수화단계(S130);를 더 포함한다. The present invention relates to a method for manufacturing a catalyst layer, and in the above-described invention, the first preparation step further includes a hydrophilization step (S130) of hydrophilizing the catalyst material.

본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 발명에 있어서, 상기 친수화단계 전 또는 동시에, 나노유체를 제조하는 나노유체 제조단계(S140)를 포함한다. The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in the above-described invention, before or simultaneously with the hydrophilization step, a nanofluid preparation step (S140) of preparing a nanofluid is included.

본 발명은 촉매층에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 제조방법으로 제조돤 촉매층을 포함한다. The present invention is an invention for a catalyst layer, and includes a catalyst layer prepared by the manufacturing method presented above.

본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 박판형태의 제1멤브레인층(10); 상기 제1멤브레인층 일면에 부착되며, 청구항 1의 제조방법으로 제작된 촉매층(20); 상기 촉매층 일면에 부착되는 제2멤브레인층(30);을 포함하는 구성으로 이루어진다. The present invention relates to a bipolar membrane, and includes a first membrane layer 10 in the form of a thin plate; a catalyst layer 20 attached to one surface of the first membrane layer and manufactured by the manufacturing method of claim 1; It consists of a configuration including; a second membrane layer 30 attached to one surface of the catalyst layer.

본 발명의 촉매층은 박층으로 형성되며, 물분해전압 감소에 의해, 낮은 전력의 사용으로 높은 물 분해 효과를 얻을 수 있다. The catalyst layer of the present invention is formed as a thin layer, and a high water splitting effect can be obtained by using low power by reducing the water splitting voltage.

본 발명은 100나노미터 이하의 촉매물질 및 유동성이 존재하는 유동물질을 사용하므로, 소량의 촉매만으로 물분해전압을 감소시킬 수 있기 때문에 촉매사용량을 크게 줄일 수 있다. Since the present invention uses a catalyst material of 100 nanometers or less and a fluid material having fluidity, the water decomposition voltage can be reduced with only a small amount of catalyst, so the amount of catalyst used can be greatly reduced.

본 발명은 소량의 촉매를 사용하므로 음이온멤브레인과 양이온멤브레인 사이의 간섭이 적으므로 멤브레인들의 접착력을 향상시킬 수 있다. Since the present invention uses a small amount of catalyst, there is little interference between the anion membrane and the cation membrane, and thus the adhesion of the membranes can be improved.

본 발명은 혼합과정중 솔벤트를 첨가하므로 스프레이 및 건조과정 중 촉매의 분산을 균일하게 할 수 있다. Since the present invention adds a solvent during the mixing process, it is possible to uniformly disperse the catalyst during the spraying and drying processes.

본 발명은 계면활성제에 의해 촉매물질 표면에 친수화 및 분산안전성을 높일 수 있어서 촉매분말이 균질한 분산을 가능하게 한다. In the present invention, hydrophilization and dispersion stability can be improved on the surface of the catalyst material by the surfactant, so that the catalyst powder can be homogeneously dispersed.

도 1은 본 발명의 촉매층 생산단계 순서도.
도 2는 본 발명의 촉매층을 포함하는 바이폴라멤브레인 생산단계 순서도.
도 3은 본 발명의 촉매층 및 촉매층을 포함하는 바이폴라멤브레인 생산단계 개념도.
1 is a flow chart of a catalyst layer production step according to the present invention.
Figure 2 is a flow chart of the bipolar membrane production steps including the catalyst layer of the present invention.
Figure 3 is a conceptual diagram of the bipolar membrane production step including the catalyst layer and the catalyst layer of the present invention.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시 예를 상세하게 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiment of the present invention will be described in detail in order to explain the present invention in detail to the extent that those skilled in the art can easily practice the present invention.

아래의 실시예에서 인용하는 번호는 인용대상에만 한정되지 않으며, 모든 실시예에 적용될 수 있다. 실시예에서 제시한 구성과 동일한 목적 및 효과를 발휘하는 대상은 균등한 치환대상에 해당된다. 실시예에서 제시한 상위개념은 기재하지 않은 하위개념 대상을 포함한다. Numbers cited in the examples below are not limited to the referenced subject and can be applied to all examples. An object that exhibits the same purpose and effect as the configuration presented in the embodiment corresponds to an equivalent replacement object. High-level concepts presented in the examples include sub-concept objects that are not described.

[실시예 1-1] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 구체적으로 균질크기의 촉매물질(100)을 준비하는 제1준비단계(S100); 유체로 형성된 유동물질(200)을 준비하는 제2준비단계(S200); 상기 제2준비단계 후, 상기 유동물질 및 촉매물질을 혼합하여 혼합물(300)을 형성하는 혼합단계(S300); 상기 혼합단계 후, 혼합물을 피막층(400)을 형성하는 도포단계(S400); 상기 도포단계 후, 유동물질을 제거하는 건조단계(S500);를 포함하는 시계열적 단계로 이루어진다. [Example 1-1] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and specifically, a first preparation step (S100) of preparing a catalyst material 100 of a homogeneous size; A second preparation step (S200) of preparing a fluid material 200 formed of a fluid; After the second preparation step, a mixing step (S300) of mixing the fluid material and the catalyst material to form a mixture 300; After the mixing step, a coating step (S400) of forming a coating layer 400 with the mixture; After the coating step, a drying step (S500) of removing fluid materials;

본 발명(실시예 1-1, 도면 1 참조)은 촉매층 형성방법에 대한 발명이다. 바이폴라멤브레인은 양이온멤브레인 및 음이온멤브레인을 상호 접촉시키며, 접촉면에는 촉매층을 형성한다. 즉, 본 발명의 촉매층은 박층으로 형성되며, 물분해 전압 감소에 의해, 낮은 전력의 사용으로 높은 물분해 효과를 얻을 수 있다. The present invention (see Example 1-1, Figure 1) relates to a method for forming a catalyst layer. The bipolar membrane brings the cation membrane and the anion membrane into contact with each other, and forms a catalyst layer on the contact surface. That is, the catalyst layer of the present invention is formed as a thin layer, and a high water splitting effect can be obtained by using low power by reducing the water splitting voltage.

이를 구현하기 위한 단계로서, 100nm 이하 크기의 촉매물질을 유동물질과 혼합된 상태로 준비하며, 혼합된 물질을 이온교환멤브레이의 일면에 도포시킨다. 도포된 이후에 유동물질을 건조시켜, 분말상태의 촉매물질이 이온교환멤브레인의 표면에 위치시키는 것을 특징으로 한다. As a step to realize this, a catalytic material having a size of 100 nm or less is prepared in a mixed state with a fluid material, and the mixed material is applied to one surface of the ion exchange membrane. It is characterized in that the fluid material is dried after being coated so that the powdery catalytic material is placed on the surface of the ion exchange membrane.

[실시예 1-2] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예1-1에 있어서, 상기 유동물질은 물(210)로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 1-2] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 1-1, the fluid material is formed of water (210); includes.

[실시예 1-3] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예1-1에 있어서, 상기 유동물질은 물(210) 및 알코올(220)로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 1-3] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 1-1, the fluid material is formed of water 210 and alcohol 220; includes.

[실시예 1-4] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예1-3에 있어서, 상기 알코올은 이소프로필알코올(210a), 에탄올(210b), 메틸알코올(210c), 메탄올(210d), 퓨젤알코올(210e), 글리세롤(210f), 글리세린(210g) 중 선택된 어느 하나 또는 두개 이상으로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 1-4] The present invention relates to a catalyst layer manufacturing method, and in Examples 1-3, the alcohol is isopropyl alcohol (210a), ethanol (210b), methyl alcohol (210c), methanol (210d) ), fusel alcohol (210e), glycerol (210f), glycerin (210g) selected from any one or formed of two or more; includes.

본 발명(실시예 1-2 내지 실시예 1-4, 도면 1 참조)은 유동물질에 대한 발명이다. 본 발명의 촉매물질과 혼합되는 유동물질은 물을 포함한다. 그러나 물은 표면장력이 존재하므로(물의 표면장력 72Ns/m2) 이온교환멤브레인의 표면에 촉매층을 넓고 균일하게 분포시키기 어렵다. The present invention (Example 1-2 to Example 1-4, see Figure 1) is an invention for a fluid substance. The fluid material mixed with the catalyst material of the present invention includes water. However, since water has surface tension (the surface tension of water is 72 Ns/m2), it is difficult to widely and uniformly distribute the catalyst layer on the surface of the ion exchange membrane.

이를 해결하기 위해, 물에 알코올을 혼합한다. 알코올에 의해 유동물질의 표면장력이 낮아지며(이소프로필알코올의 표면장력 21.7Ns/m2, 에탄올의 표면장력 22.75 Ns/m2), 이온교환멤브레인 표면에 넓고 얇으며, 균질한 유동물질 분포를 가능하게 한다. To solve this, mix alcohol with water. The surface tension of the fluid is lowered by alcohol (the surface tension of isopropyl alcohol is 21.7 Ns/m2, the surface tension of ethanol is 22.75 Ns/m2), and it enables a wide, thin and homogeneous distribution of the fluid on the surface of the ion exchange membrane. .

상기 알코올은 이소프로필알코올, 에탄올, 메틸알코올, 메탄올, 퓨젤알코올, 글리세롤, 글리세린 중 선택된 대상으로 선정될 수 있다. The alcohol may be selected from among isopropyl alcohol, ethanol, methyl alcohol, methanol, fusel alcohol, glycerol, and glycerin.

[실시예 1-5] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 촉매물질은 금속산화물로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 1-5] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 1-1, the catalyst material is formed of a metal oxide.

[실시예 1-6] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-5에 있어서, 상기 촉매물질은 메탈옥사이드(metal oxide), 메탈하이드록사이드(metal hydroxide), 메탈하이드로클로라이드(metal hydrochloride) 중 선택된 어느 하나 또는 두개 이상의 조합으로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 1-6] The present invention relates to a method for manufacturing a catalyst layer, and in Examples 1-5, the catalyst material is a metal oxide, a metal hydroxide, a metal hydrochloride ( metal hydrochloride) is formed of any one or a combination of two or more selected from; includes.

[실시예 1-7] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 혼합단계는 유동물질에 대하여 촉매물질은 0.01 내지 30중량%로 혼합되는 것;을 포함한다.[Example 1-7] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 1-1, the mixing step includes mixing the catalyst material in an amount of 0.01 to 30% by weight with respect to the fluid material. .

[실시예 1-8] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 촉매물질의 입경은 1nm 내지 100nm로 형성되는 것;을 포함한다. [Example 1-8] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 1-1, the catalyst material has a particle size of 1 nm to 100 nm.

본 발명(실시예 1-5, 1-6, 도면 1 참조)은 촉매물질에 대한 것이다. 본 발명의 촉매물질은 금속산화물로 형성됨이 바람직하며, 구체적으로 메탈옥사이드, 메탈하이드록사이드, 메탈하이드로클로라이드로 형성됨이 바람직하다. 메탈옥사이드는 Fe2O3 와 Fe3O4를 포함하며, 상기 메탈하이드록사이드는 Fe(OH)3 와 FeOOH를 포함하며, 상기 메탈하이드로클로라이드는 염화수산화주석[Sn(OH)xCL2; x(0<x<2)] 를 포함한다.The present invention (Examples 1-5 and 1-6, see Figure 1) relates to a catalyst material. The catalyst material of the present invention is preferably formed of a metal oxide, and specifically, it is preferably formed of a metal oxide, metal hydroxide, or metal hydrochloride. The metal oxide includes Fe2O3 and Fe3O4, the metal hydroxide includes Fe(OH)3 and FeOOH, and the metal hydrochloride includes tin chloride hydroxide [Sn(OH)xCL2; x(0<x<2)].

촉매물질은 유동물질에 대하여 0.01중량%부터 30중량%까지의 범위로 선정됨이 바람직하다. 상기 수치에 있어서, 0.01중량%이하의 경우, 이온교환멤브레인 표면에 필요량을 도포하기 곤란하며, 30중량%이상에서는 이온교환막 표면에 필요량을 균일하게 도포하기 어렵다. The catalyst material is preferably selected in the range of 0.01% by weight to 30% by weight based on the fluid material. In the above numerical value, in the case of 0.01% by weight or less, it is difficult to apply the required amount to the surface of the ion exchange membrane, and in the case of 30% by weight or more, it is difficult to uniformly apply the required amount to the surface of the ion exchange membrane.

[실시예 1-9] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 건조단계는 적외선램프(510)에 의해 적외선을 조사하여 건조하는 적외선 건조단계(S510);를 포함한다.[Example 1-9] The present invention relates to a method for manufacturing a catalyst layer, and in Example 1-1, the drying step includes an infrared drying step (S510) of irradiating and drying infrared rays by an infrared lamp 510; includes

[실시예 1-10] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 건조단계는 열풍기(520)에 의해 열풍을 송출하여 건조하는 열풍건조단계(S520);를 포함한다.[Example 1-10] The present invention relates to a catalyst layer manufacturing method, and in Example 1-1, the drying step is a hot air drying step (S520) of drying by sending hot air by a hot air blower 520; include

[실시예 1-11] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 도포단계는 분사노즐(410)에 의해 분사하는 스프레이분사단계(S410);를 포함한다.[Example 1-11] The present invention relates to a catalyst layer manufacturing method, and in Example 1-1, the coating step includes a spray spraying step (S410) of spraying by a spray nozzle 410.

[실시예 1-12] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제1준비단계 후, 촉매물질의 투입량을 계량하는 제1정량투입단계(S120);를 포함한다.[Example 1-12] The present invention relates to a catalyst layer manufacturing method, and in Example 1-1, after the first preparation step, a first quantitative input step (S120) of measuring the input amount of the catalyst material; include

[실시예 1-13] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 1-1에 있어서, 상기 제2준비단계 후, 유동물질의 투입량을 계량하는 제2정량투입단계(S220);를 포함한다.[Example 1-13] The present invention relates to a catalyst layer manufacturing method, and in Example 1-1, after the second preparation step, the second quantitative input step (S220) of measuring the input amount of the fluid material; include

본 발명(실시예 1-9 내지 1-13)은 추가적인 촉매층 제조방법 단계를 제시한다. 촉매층은 유동물질에 포함된 촉매물질로 구성된 상태로 준비되며, 음이온멤브레인의 표면에 균일한 두께로 도포시켜야 된다. 이를 위해, 스프레이에 의해 도포되며, 이와 균등한 방법을 포함할 수 있다. The present invention (Examples 1-9 to 1-13) presents additional catalyst layer manufacturing method steps. The catalyst layer is prepared in a state composed of the catalyst material included in the fluid material, and should be applied to the surface of the anion membrane in a uniform thickness. To this end, it is applied by spraying, and may include a method equivalent to this.

촉매층을 형성하는 유동물질은 건조에 의해 제거하며, 촉매물질만을 잔류시켜야 된다. 이를 위해, 건조과정은 적외선 건조 또는 열풍건조에 의해 알코올성분 및 물로 형성된 유동물질을 제거한다. 상기 적외선 또는 열풍 이외의 수분을 건조시키는 균등대상도 동일하게 포함된다. The fluid material forming the catalyst layer is removed by drying, and only the catalyst material should remain. To this end, the drying process removes the fluid substance formed of the alcohol component and water by infrared drying or hot air drying. Equivalent targets for drying moisture other than the infrared rays or hot air are also included.

제1준비단계는 촉매물질을 준비하는 단계이며, 제1정량투입단계에 의해 정량의 촉매물질을 투입시킨다. 또한, 촉매물질은 미리 준비된 유동물질 내부에 투입되어야 하며, 유동물질 또한 제2정량투입단계에 의해 정량의 유동물질을 사전 준비한다.The first preparation step is a step of preparing a catalyst material, and a fixed amount of the catalyst material is introduced by the first quantitative input step. In addition, the catalytic material must be introduced into the fluid material prepared in advance, and the fluid material is also prepared in advance by the second quantitative input step.

[실시예 2-1] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예1-1에 있어서, 상기 혼합단계 또는 제2준비단계 중, 용매(500)를 첨가하는 첨가단계(S310);를 포함하는 시계열적 단계로 이루어진다. [Example 2-1] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 1-1, an addition step (S310) of adding a solvent 500 among the mixing step or the second preparation step; It consists of time-series steps that include

[실시예 2-2] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 2-1에 있어서, 상기 첨가물은 NMP(n-methylpyrollidone), DMAc(dimethylacetamide), GBL(Gamma-Butyrolactone), DMF(Dimethylformamide), DMSO(Dimethylformamide)중 선택된 어느 하나 또는 두개 이상의 조합으로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 2-2] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 2-1, the additives are NMP (n-methylpyrollidone), DMAc (dimethylacetamide), GBL (gamma-butyrolactone), DMF ( Dimethylformamide), one selected from DMSO (Dimethylformamide), or formed by a combination of two or more; includes.

본 발명(실시예 2-1 및 2-2, 도면 1 참조)은 첨가단계에 대한 것이다. 유동물질 내부에는 솔벤트를 첨가하며, 솔벤트는 NMP, DMAc, GBL, DMF, DMSO중 선택된 어느 하나 또는 두개 이상의 용매가 혼합되어 첨가될 수 있다. The present invention (Examples 2-1 and 2-2, see Figure 1) relates to the addition step. A solvent is added to the inside of the fluid, and the solvent may be any one selected from NMP, DMAc, GBL, DMF, and DMSO, or a mixture of two or more solvents.

솔벤트는 용해시키는 특성을 가진다. 따라서, 음이온멤브레인의 표면에 유동물질을 도포하며, 용매에 의해 음이온멤브레인의 표면이 용융되어 촉매분말이 완전하게 밀착된다. 따라서 첨가단계에 의해 촉매물질의 결합력을 향상시키는 효과를 확보할 수 있다. Solvents have dissolving properties. Therefore, a fluid material is applied to the surface of the anion membrane, and the surface of the anion membrane is melted by the solvent so that the catalyst powder adheres completely. Therefore, it is possible to secure the effect of improving the binding force of the catalytic material by the addition step.

[실시예 3-1] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예1-1에 있어서, 상기 제1준비단계는 촉매물질의 친수화하는 친수화단계(S130);를 더 포함한다. [Example 3-1] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 1-1, the first preparation step further includes a hydrophilization step of hydrophilizing the catalyst material (S130).

[실시예 3-2] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 친수화 단계는 금속산화물(metal oxides), 금속수산화물(metal hydroxides),금속수산화염화물(metal hydrochloride) 나노입자에 계면활성제를 혼합하여 친수화 단계를 형성한다. [Example 3-2] The present invention relates to a method for manufacturing a catalyst layer, and in Example 3-1, the hydrophilization step is performed using metal oxides, metal hydroxides, and metal hydroxides. hydrochloride) nanoparticles are mixed with a surfactant to form a hydrophilic step.

[실시예 3-3] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 3-2에 있어서,상기 계면활성제는 음이온계, 양이온계, 비이온계, 양쪽성계 계면활성제 및 지방산, PEG(polyethylene glycol), TMAOH(tetramethyl ammonium hydroxide)를 포함한다.[Example 3-3] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 3-2, the surfactant is an anionic, cationic, nonionic, amphoteric surfactant and fatty acid, PEG (polyethylene glycol) and TMAOH (tetramethyl ammonium hydroxide).

[실시예 4-1] 본 발명은 촉매층 제조방법에 대한 발명이며, 실시예 3-1에 있어서, 상기 친수화단계 전 또는 동시에, 나노유체를 제조하는 나노유체 제조단계(S140)를 포함한다. [Example 4-1] The present invention relates to a method for preparing a catalyst layer, and in Example 3-1, before or simultaneously with the hydrophilization step, a nanofluid preparation step (S140) of preparing a nanofluid is included.

본 발명(실시예 3-1 내지 4-1, 도면1 참조)의 친수화단계는 나노크기의 친수화 촉매물질을 합성하는 것이며, FeCl3, FeCl2, FeOOH와 같이 금속산화물, 금속수산화물, 금속수산화염화물의 전구물질의 수용액에 TMAOH(tetramethyl ammonium hydroxide)와 같은 계면활성제를 혼합하고 교반함으로써 30nm이하 크기의 산화철(마그네타이트 또는 마그네마이트)입자와 같은 나노입자가 합성되어 서로 응집되지 않고 물 속에 잘 분산되어 있는 나노유체(nanofluid)를 구현할 수 있다. The hydrophilization step of the present invention (see Examples 3-1 to 4-1, Figure 1) is to synthesize nano-sized hydrophilization catalyst materials, such as FeCl3, FeCl2, and FeOOH, such as metal oxides, metal hydroxides, and metal hydroxide chlorides. Nanoparticles such as iron oxide (magnetite or magnetite) particles with a size of less than 30 nm are synthesized by mixing and stirring a surfactant such as TMAOH (tetramethyl ammonium hydroxide) in an aqueous solution of the precursor of A nanofluid can be realized.

촉매물질은 분말형태이며, 유동물질은 액상형태이다. 합성된 나노크기의 촉매물질이 유동물질 내부에서 균질하게 분산된 상태로 존재하여야 된다. 그러나 나노크기의 촉매물질은 자체 표면에너지에 의해 뭉침현상(aggregation)이 발생된다. The catalyst material is in powder form, and the fluid material is in liquid form. The synthesized nano-sized catalytic material must be present in a homogeneously dispersed state in the fluid material. However, nano-sized catalytic materials cause aggregation due to their surface energy.

따라서 균질화된 분산조건을 형성할 수 없다. 이를 해결하기 위해, 유동물질 내부에 계면활성제를 포함시키며, 이는 촉매물질 표면에 부착되어 나노입자끼리 뭉치는 현상을 방지할 수 있다. Therefore, homogenized dispersion conditions cannot be formed. In order to solve this problem, a surfactant is included in the fluid material, which is attached to the surface of the catalyst material and can prevent the nanoparticles from aggregating with each other.

[실시예 5-1] 본 발명은 촉매층에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 실시예의 촉매층 제조방법으로 제조된 촉매층을 포함한다. [Example 5-1] The present invention relates to a catalyst layer, and includes a catalyst layer prepared by the catalyst layer manufacturing method of the above-described embodiment.

본 발명(실시예 5-1, 도면 3 참조)은 본 발명의 촉매층에 대한 것이며, 앞서서 제시한 제조방법에 의해 형성된 촉매층에 대한 것이다. 본 발명의 촉매층은 제조방법에 의해 얻어지는 특이성이 존재하며, 물건이 제조방법에 의한 영향을 받는다. The present invention (see Example 5-1, Figure 3) relates to the catalyst layer of the present invention, and to a catalyst layer formed by the above-described manufacturing method. The catalyst layer of the present invention has a specificity obtained by the manufacturing method, and the product is affected by the manufacturing method.

[실시예 6-1] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 구체적으로 박판형태의 제1멤브레인층(10); 상기 제1멤브레인층 일면에 부착되며, 실시예 1-1의 제조방법으로 제작된 촉매층(20); 상기 촉매층 일면에 부착되는 제2멤브레인층(30);을 포함하는 구성으로 이루어진다. [Example 6-1] The present invention relates to a bipolar membrane, and specifically, the first membrane layer 10 in the form of a thin plate; a catalyst layer 20 attached to one surface of the first membrane layer and manufactured by the manufacturing method of Example 1-1; It consists of a configuration including; a second membrane layer 30 attached to one surface of the catalyst layer.

[실시예 6-2] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-1에 있어서, 상기 제1멤브레인층은 음이온멤브레인층이며, 상기 제2멤브레인층은 양이온멤브레인층으로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 6-2] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-1, the first membrane layer is an anion membrane layer and the second membrane layer is formed of a cationic membrane layer; includes

[실시예 6-3] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-1에 있어서, 상기 제1멤브레인층은 양이온멤브레인층이며, 상기 제2멤브레인층은 음이온멤브레인층으로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 6-3] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-1, the first membrane layer is a cationic membrane layer and the second membrane layer is formed of an anionic membrane layer; includes

[실시예 6-4] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-2에 있어서, 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-3에 있어서, 상기 양이온멤브레인층 및 음이온멤브레인층은 탄화수소계로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 6-4] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-2, the present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-3, the cation membrane layer and the anion membrane The layer is formed of a hydrocarbon-based; includes.

[실시예 6-5] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-4에 있어서, 상기 음이온멤브레인층은 APPO(Anion polyphenylene oxide)로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 6-5] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-4, the anion membrane layer is formed of APPO (anion polyphenylene oxide).

[실시예 6-6] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-4에 있어서, 상기 양이온멤브레인층은 CPPO(Cation polyphenylene oxide)로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 6-6] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-4, the cation membrane layer is formed of CPPO (cation polyphenylene oxide); includes.

본 발명은(실시예 6-1 내지 6-6, 도면 2참조)바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 앞에서 제시한 촉매층의 일측에 제1멤브레인을 형성하며, 타측에 제2멤브레인을 형성한다. 상기 제1, 2멤브레인은 양이온멤브레인 또는 음이온 멤브레인으로 형성됨이 바람직하다. 상기 양이온멤브레인 및 음이온멤브레인은 탄화수소계로 형성된 고분자 중합체에 양이온 또는 음이온교환기 도입된 것을 특징으로 한다. 예를 들면 비닐계, 스티렌계, 아크릴계 등의 단량체를 중합하여 얻어진 중합체, 또는 폴리술폰, 폴리페닐렌술파이드, 폴리에테르케톤, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에테르이미드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리에테르술폰, 폴리벤즈이미다졸 등의 주쇄에 방향환을 함유하는 중합체 등의 탄화수소계의 수지에, 이온교환능을 발현시키는 이온교환기, 구체적으로 양이온교환기 또는 음이온교환기가 도입된 구조를 갖는 것으로 이에 한정되지 않고 이온교환가능한 멤브레인이면 가능하며, 여기서 APPO, CPPO로 형성됨을 특징으로 한다. The present invention (see Examples 6-1 to 6-6 and FIG. 2) relates to a bipolar membrane, wherein a first membrane is formed on one side of the catalyst layer presented above, and a second membrane is formed on the other side. Preferably, the first and second membranes are formed of cationic membranes or anionic membranes. The cation or anion membrane is characterized in that a cation or anion exchanger is introduced into a high molecular weight polymer formed of a hydrocarbon system. For example, polymers obtained by polymerizing monomers such as vinyl, styrene, and acrylic, or polysulfone, polyphenylene sulfide, polyether ketone, polyether ether ketone, polyetherimide, polyphenylene oxide, polyether sulfone, It is not limited to those having a structure in which an ion exchanger, specifically a cation exchanger or anion exchanger, that expresses ion exchange ability is introduced into a hydrocarbon-based resin such as a polymer containing an aromatic ring in the main chain such as polybenzimidazole, but is not limited thereto. Any possible membrane is possible, and it is characterized in that it is formed of APPO and CPPO.

즉, 하나의 형태로 양극성을 포함하는 멤브레인을 형성할 수 있다. 양이온멤브레인 및 음이온멤브레인은 온전한 결합성을 확보해야 된다. 이를 위해, 멤브레인 표면에는 일정한 조도를 인위적으로 형성해야 되며, 이는 샌드페이퍼에 의해 미소크기의 스크레치를 형성하거나, 굴곡을 형성하여, 접촉면적의 향상을 도모할 수 있다. That is, it is possible to form a membrane including a bipolar polarity in one form. The cation membrane and the anion membrane must ensure intact binding properties. To this end, it is necessary to artificially form a certain roughness on the surface of the membrane, which can improve the contact area by forming micro-sized scratches or forming bends with sandpaper.

또한 음이온멤브레인 및 양이온멤브레인은 각각의 두께를 동일 또는 상이하게 형성할 수 있다. In addition, the anion membrane and the cationic membrane may have the same or different thicknesses.

[실시예 6-7] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-1에 있어서, 상기 제1멤브레인층 및/또는 제2멤브레인층은 이온교환수지분말(11, 31), 폴리머용질(12, 32), 용매(13, 33) 및 이온교환용액(14, 34)의 혼합으로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 6-7] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-1, the first membrane layer and/or the second membrane layer include ion exchange resin powder (11, 31), polymer solute (12, 32), solvents (13, 33) and ion exchange solutions (14, 34) formed by mixing;

[실시예 6-8] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-7에 있어서, 첨가물(15, 35)이 추가로 포함된다. [Example 6-8] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Examples 6-7, additives 15 and 35 are further included.

[실시예 6-9] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-8에 있어서, 상기 첨가물은 실란화합물로 형성되는 것;을 포함한다. [Example 6-9] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Examples 6-8, the additive is formed of a silane compound.

[실시예 6-10] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-7에 있어서, 상기 용매는 양쪽성용매로 형성되는 것;을 포함한다. [Example 6-10] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Examples 6-7, the solvent is formed of an amphoteric solvent.

[실시예 6-11] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-7에 있어서, 상기 이온교환수지분말(11, 31)은 양이온수지분말 또는 음이온수지분말로 형성되는 것;을 포함한다.[Example 6-11] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Examples 6-7, the ion exchange resin powder (11, 31) is formed of a cation resin powder or an anion resin powder; including do.

[실시예 6-12] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-7에 있어서, 상기 폴리머용질은 PP, PE, PS, ABC, PA, PVC, PET, PVDF 중 선택된 어느 하나로 형성되는 것;을 포함한다.을 포함한다.[Example 6-12] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Examples 6-7, the polymer solute is formed of any one selected from PP, PE, PS, ABC, PA, PVC, PET, and PVDF. It includes; includes.

본 발명(실시예 6-7 내지 6-11, 도면 2참조)은 비균질성(heterogeneous) 이온교환 바이폴라멤브레인을 형성하기 위함이다. 양이온멤브레층 및 음이온멤브레층은 슬러리 상태의 화합물을 캐스팅하여 형성된다. 상기 슬러리 상태의 화합물은 이온교환수지분말, 폴리머용질, 용매, 이온교환용액 및 첨가물의 화합으로 형성된다. 특히 상기 첨가물은 살란화합물로 형성됨이 바람직하며, 용매는 양쪽성 용매로 형성됨이 바람직하다. 이온교환수지분말은 이온선택성을 부여하기 위함이다. 폴리머 용질이 함께 포함될 수 있다. The present invention (Examples 6-7 to 6-11, see FIG. 2) is to form a heterogeneous ion exchange bipolar membrane. The cation membrane layer and the anion membrane layer are formed by casting a compound in a slurry state. The compound in the slurry state is formed by combining ion exchange resin powder, polymer solute, solvent, ion exchange solution and additives. In particular, the additive is preferably formed of a sarlan compound, and the solvent is preferably formed of an amphoteric solvent. The purpose of the ion exchange resin powder is to impart ion selectivity. A polymer solute may also be included.

[실시예 6-13] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예6-1에 있어서, 박막형태로 음이온교환층을 형성하는 제1이온교환층 형성단계(S10); 상기 제1이온교환층 형성단계 후, 일면에 촉매층을 형성하는 촉매층형성단계(S20); 상기 촉매층 형성단계 후, 일면에 양이온교환층을 형성하는 제2이온교환층 형성단계(S30);를 포함하는 제조단계를 추가적으로 포함한다. [Example 6-13] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Example 6-1, a first ion exchange layer forming step (S10) of forming an anion exchange layer in a thin film form; a catalyst layer forming step (S20) of forming a catalyst layer on one surface after the first ion exchange layer forming step; After the catalyst layer forming step, a second ion exchange layer forming step (S30) of forming a cation exchange layer on one surface; a manufacturing step including is additionally included.

[실시예 6-14] 본 발명은 바이폴라멤브레인에 대한 발명이며, 실시예 6-8에 있어서, 제1이온교환층 및 제2이온교환층은 슬러리 상태의 이온교환물질을 박막형태로 형성하는 캐스팅 단계;를 포함한다. [Example 6-14] The present invention relates to a bipolar membrane, and in Examples 6-8, the first ion exchange layer and the second ion exchange layer are cast to form an ion exchange material in a slurry state in a thin film form. step; includes.

본 발명(실시예 6-12, 6-13, 도면 2참조)은 바이폴라멤브레인을 제조하는 단계를 추가한다. 우선 기초층에 음이온교환층을 캐스팅 기법으로 형성하며, 건조과정을 통해 제1이온교환층을 형성한다. 제1이온교환층이 완성된 이후에는 스프레이로 촉매층을 형성하며, 건조과정에 의해 촉매물질을 음이온교환층의 일면에 위치시킨다. 또한 촉매층형성단계 후, 촉매층 일면에 양이온교환층을 캐스팅 및 건조단계를 거처 제2이온교환층을 형성하는 단계로 이루어진다. 앞에서 제시한 절차는 완성된 제품에 영향을 미치며, 특히, 박막으로 형성된 복수의 층을 형성함에 있어서, 생산효율 및 제품의 품질향상에 영향을 미치므로 방법적 기재에 의한 물건의 특정에 영향이 존재한다. The present invention (Examples 6-12 and 6-13, see Fig. 2) adds a step of manufacturing a bipolar membrane. First, an anion exchange layer is formed on the base layer by a casting technique, and a first ion exchange layer is formed through a drying process. After the first ion exchange layer is completed, a catalyst layer is formed by spraying, and a catalyst material is placed on one side of the anion exchange layer by a drying process. In addition, after the step of forming the catalyst layer, a step of forming a second ion exchange layer by casting and drying a cation exchange layer on one surface of the catalyst layer is performed. The procedure presented above affects the finished product, and in particular, in forming a plurality of layers formed of thin films, it affects the production efficiency and product quality improvement, so there is an influence on the specification of the product by methodological description. do.

10 : 제1멤브레인층 20 : 촉매층
30 : 제2멤브레인층
100 : 촉매물질 200 : 유동물질
210 : 물 220 : 알코올
300 : 혼합물 400 : 피막층
410 : 분사노즐
500 : 용매 510 : 적외선램프
520 : 열풍기
10: first membrane layer 20: catalyst layer
30: second membrane layer
100: catalyst material 200: fluid material
210: water 220: alcohol
300: mixture 400: coating layer
410: injection nozzle
500: solvent 510: infrared lamp
520: hot air blower

Claims (6)

촉매층 제조방법에 있어서,
균질크기의 촉매물질(100)을 준비하는 제1준비단계(S100);
유체로 형성된 유동물질(200)을 준비하는 제2준비단계(S200);
상기 제2준비단계(S200) 후, 상기 유동물질 및 상기 촉매물질을 혼합하여 혼합물(300)을 형성하는 혼합단계(S300);
상기 혼합단계(S300) 후, 혼합물을 피막층(400)을 형성하는 도포단계(S400);
상기 도포단계(S400) 후, 유동물질을 제거하는 건조단계(S500);를 포함하고,
상기 제2준비단계(S200) 또는 혼합단계(S300) 중, 용매(500)를 첨가하는 첨가단계(S310);를 포함하며,
상기 유동물질은 물(210)과 알코올(220)이 혼합하여 형성되는 것;을 포함하고,
상기 촉매물질은 금속산화물로 형성되되, 상기 금속산화물은 메탈옥사이드(metal oxide), 메탈하이드록사이드(metal hydroxide), 메탈하이드로클로라이드(metal hydrochloride) 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 형성되는 것;을 포함하고,
상기 첨가단계(S310)에서의 첨가물은 솔벤트로 형성하되, 상기 솔벤트는 NMP(n-methylpyrollidone), DMAc(dimethylacetamide), GBL(Gamma-Butyrolactone), DMF(Dimethylformamide), DMSO(Dimethylformamide) 중 선택된 어느 하나 또는 둘 이상의 조합으로 형성되는 것;을 포함하는 촉매층 제조방법.
In the catalyst layer manufacturing method,
A first preparation step (S100) of preparing a catalyst material 100 of a homogeneous size;
A second preparation step (S200) of preparing a fluid material 200 formed of a fluid;
After the second preparation step (S200), a mixing step (S300) of mixing the fluid material and the catalyst material to form a mixture 300;
After the mixing step (S300), a coating step (S400) of forming a coating layer (400) with the mixture;
After the application step (S400), a drying step (S500) of removing the fluid material; includes,
Among the second preparation step (S200) or mixing step (S300), an addition step (S310) of adding a solvent 500; includes,
The fluid material is formed by mixing water 210 and alcohol 220; includes,
The catalytic material is formed of a metal oxide, wherein the metal oxide is formed of any one or a combination of two or more selected from among metal oxide, metal hydroxide, and metal hydrochloride; including,
The additive in the addition step (S310) is formed as a solvent, and the solvent is any one selected from NMP (n-methylpyrollidone), DMAc (dimethylacetamide), GBL (gamma-butyrolactone), DMF (dimethylformamide), and DMSO (dimethylformamide). Or formed in a combination of two or more; Catalyst layer manufacturing method comprising a.
삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 제1준비단계는 촉매물질의 친수화하는 친수화단계(S130);를 포함하는 촉매층 제조방법.
The method of claim 1,
The first preparation step is a catalyst layer manufacturing method comprising a; hydrophilization step (S130) of making the catalyst material hydrophilic.
청구항 3에 있어서,
상기 친수화단계 전 또는 동시에, 나노유체를 제조하는 나노유체 제조단계(S140)
를 포함하는 촉매층 제조방법.
The method of claim 3,
Prior to or simultaneously with the hydrophilization step, a nanofluid manufacturing step (S140) of manufacturing a nanofluid
Catalyst layer manufacturing method comprising a.
촉매층에 있어서,
청구항 1, 3 및 4 중 선택된 어느 하나의 제조방법으로 제조된 촉매층(20).
In the catalyst layer,
Catalyst layer 20 manufactured by any one manufacturing method selected from claims 1, 3 and 4.
바이폴라멤브레인에 있어서,
박판형태의 제1멤브레인층(10);
상기 제1멤브레인층 일면에 부착되며, 청구항 1의 제조방법으로 제작된 촉매층(20);
상기 촉매층 일면에 부착되는 제2멤브레인층(30);
을 포함하는 바이폴라멤브레인.

In the bipolar membrane,
a first membrane layer 10 in the form of a thin plate;
a catalyst layer 20 attached to one surface of the first membrane layer and manufactured by the manufacturing method of claim 1;
a second membrane layer 30 attached to one surface of the catalyst layer;
A bipolar membrane comprising a.

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