KR102602408B1 - Composite of electrolyte membrane for fuel cell of vehicle and the manufacturing method of the electrolyte membrane for fuel cell of vehicle - Google Patents
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Abstract
운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물은 산화 방지제, 및 이오노머를 포함한다. 상기 산화 방지제는 방향족 화합물이고, 분자 내에 적어도 하나의 카르복시기, 및 적어도 하나의 하이드록시기를 포함한다. 상기 산화 방지제는 상기 이오노머의 중량을 기준으로, 0.1 내지 2.0 중량부 포함된다.The composition of the electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle includes an antioxidant and an ionomer. The antioxidant is an aromatic compound and contains at least one carboxyl group and at least one hydroxy group in the molecule. The antioxidant is included in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight based on the weight of the ionomer.
Description
본 발명은 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물 및 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전해질막의 내구성 및 연료 전지의 수명 및 출력을 향상시킬 수 있는 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물 및 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a composition of an electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle and a method of manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle, and more specifically, to an electrolyte for a fuel cell of a vehicle that can improve the durability of the electrolyte membrane and the life and output of the fuel cell. It relates to a membrane composition and a method of producing an electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle.
운송 수단용 연료 전지는 수소와 공기 중 산소의 전기 화학 반응(Electrochemical Reaction)에 의해 전기를 생산시키는 전기 발생 장치로서, 발전 효율이 높고 물 이외 배출물이 없는 친환경 차세대 에너지원으로 알려져 있다. 연료 전지에서는 연료 전지의 산화극인 애노드에 공급된 수소가 수소 이온(Proton)과 전자(Electron)로 분리된 후, 수소 이온은 전해질막을 통해 환원극인 캐소드 쪽으로 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 캐소드로 이동하게 되어, 캐소드에서 산소 분자, 수소 이온 및 전자가 함께 반응하여 전기와 열을 생성한다.A fuel cell for transportation is an electricity generating device that produces electricity through an electrochemical reaction between hydrogen and oxygen in the air, and is known as an eco-friendly next-generation energy source with high power generation efficiency and no emissions other than water. In a fuel cell, after the hydrogen supplied to the anode, which is the oxidizing electrode of the fuel cell, is separated into hydrogen ions (protons) and electrons (electrons), the hydrogen ions move to the cathode, which is the reducing electrode, through the electrolyte membrane, and the electrons go to the cathode through an external circuit. As they move, oxygen molecules, hydrogen ions, and electrons react together at the cathode to generate electricity and heat.
일반적으로 전해질막에 포함되는 산화 방지제로는 금속을 포함하는 산화 방지제가 사용된다. 다만, 산화 방지제에 포함되는 금속 이온들은 전해질막을 구성하는 이오노머의 음이온기와 이온 결합하여 연료 전지의 성능을 떨어뜨리는 문제점이 있었다.Generally, an antioxidant containing a metal is used as an antioxidant included in an electrolyte membrane. However, there is a problem that the metal ions included in the antioxidant deteriorate the performance of the fuel cell by ionic bonding with the anion group of the ionomer constituting the electrolyte membrane.
본 발명의 목적은 이온 전도성을 유지하면서 산화 방지 역할을 수행할 수 있는 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물을 제공하는 것이다.The object of the present invention is to provide a composition for an electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle that can perform an oxidation prevention role while maintaining ionic conductivity.
본 발명의 목적은 이온 전도성을 유지하면서 산화 방지 역할을 수행하여, 연료 전지의 내구성을 증대시킬 수 있는 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a method of manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle that can increase the durability of the fuel cell by performing an oxidation prevention role while maintaining ionic conductivity.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물은 산화 방지제, 및 이오노머를 포함한다. 상기 산화 방지제는 방향족 화합물이고, 분자 내에 적어도 하나의 카르복시기, 및 적어도 하나의 하이드록시기를 포함한다. 상기 산화 방지제는 상기 이오노머의 중량을 기준으로, 0.1 내지 2.0 중량부 포함된다.The composition of the electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes an antioxidant and an ionomer. The antioxidant is an aromatic compound and contains at least one carboxyl group and at least one hydroxy group in the molecule. The antioxidant is included in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight based on the weight of the ionomer.
상기 산화 방지제는 분자 내에서 산화 반응 및 환원 반응이 일어나는 것일 수 있다.The antioxidant may be one in which oxidation and reduction reactions occur within the molecule.
상기 산화 방지제는 유기계 산화 방지제인 것일 수 있다.The antioxidant may be an organic antioxidant.
상기 산화 방지제는 하이드로시나믹 산(Hydroxycinnamic acid) 및 하이드로시나믹 산 유도체 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The antioxidant may include at least one of hydroxycinnamic acid and a hydroxycinnamic acid derivative.
상기 산화 방지제는 3,4-Dihydroxycinnamic acid인 것일 수 있다.The antioxidant may be 3,4-Dihydroxycinnamic acid.
상기 산화 방지제는 하기 화합물군 1의 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The antioxidant may include at least one of the compounds of compound group 1 below.
[화합물군 1][Compound Group 1]
상기 이오노머는 술폰산계 이오노머인 것일 수 있다.The ionomer may be a sulfonic acid-based ionomer.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법은 산화 방지제 및 이오노머를 혼합하는 단계, 상기 혼합물로 막을 형성하는 단계, 상기 막을 건조하는 단계, 및 상기 건조한 막을 열처리하여 전해질막을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 산화 방지제는 방향족 화합물이고, 분자 내에 적어도 하나의 카르복시기, 및 적어도 하나의 하이드록시기를 포함한다. 상기 산화 방지제는 상기 이오노머의 중량을 기준으로, 0.1 내지 2.0 중량부 포함된다.A method of manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes mixing an antioxidant and an ionomer, forming a membrane with the mixture, drying the membrane, and heat-treating the dried membrane to form an electrolyte membrane. It includes steps to: The antioxidant is an aromatic compound and contains at least one carboxyl group and at least one hydroxy group in the molecule. The antioxidant is included in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight based on the weight of the ionomer.
상기 건조하는 단계는 40 내지 100 ℃에서 3 내지 1440 분 동안 수행되는 것일 수 있다.The drying step may be performed at 40 to 100° C. for 3 to 1440 minutes.
상기 전해질막을 형성하는 단계는 120 내지 180 ℃에서 10 내지 90 분 동안 수행되는 것일 수 있다.The step of forming the electrolyte membrane may be performed at 120 to 180° C. for 10 to 90 minutes.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물에 의하면, 이온 전도성을 유지하면서 산화 방지 역할을 수행할 수 있는 운송 수단의 연료 전지용 전해질막을 제공할 수 있다.According to the composition of the electrolyte membrane for a fuel cell of a means of transportation according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an electrolyte membrane for a fuel cell of a means of transportation that can perform the role of preventing oxidation while maintaining ion conductivity.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법에 의하면 이온 전도성을 유지하면서 산화 방지 역할을 수행하여, 연료 전지의 내구성을 증대시킬 수 있는 운송 수단의 연료 전지용 전해질막을 제공할 수 있다.According to the method of manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a means of transportation according to an embodiment of the present invention, it is possible to provide an electrolyte membrane for a fuel cell of a means of transportation that can increase the durability of the fuel cell by maintaining ion conductivity and performing an oxidation prevention role. there is.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.
도 3a은 실시예 1의 열 안정성을 평가한 그래프이다.
도 3b는 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2의 이온 전도도를 평가한 그래프이다.
도 3c는 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2의 산화 안정성을 평가한 그래프이다.
도 3d는 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2의 재생 가능성을 평가한 그래프이다.1 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic flowchart of a method of manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention.
Figure 3a is a graph evaluating the thermal stability of Example 1.
Figure 3b is a graph evaluating the ionic conductivity of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
Figure 3c is a graph evaluating the oxidation stability of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
Figure 3D is a graph evaluating the reproducibility of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.The above objects, other objects, features and advantages of the present invention will be easily understood through the following preferred embodiments related to the attached drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed content will be thorough and complete and so that the spirit of the present invention can be sufficiently conveyed to those skilled in the art.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. In the attached drawings, the dimensions of the structures are enlarged from the actual size for clarity of the present invention. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be named a second component, and similarly, the second component may also be named a first component without departing from the scope of the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. Additionally, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only being “directly above” the other part, but also cases where there is another part in between. Conversely, when a part of a layer, membrane, region, plate, etc. is said to be "underneath" another part, this includes not only being "immediately below" the other part, but also cases where there is another part in between.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막에 대하여 설명한다.Hereinafter, an electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지의 개략적인 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지(FC)는 캐소드(10), 전해질막(20), 및 애노드(30)를 포함한다.Referring to FIG. 1, a fuel cell (FC) for a vehicle according to an embodiment of the present invention includes a cathode 10, an electrolyte membrane 20, and an anode 30.
운송 수단이란 물건, 사람 등의 운송을 위해 사용되는 수단을 의미하는 것일 수 있다. 운송 수단은 예를 들어 육상 운송 수단, 해상 운송 수단, 천상 운송 수단을 포함한다. 육상 운송 수단은 예를 들어, 승용차, 승합차, 트럭, 트레일러 트럭, 및 스포츠카 등을 포함하는 자동차, 자전거, 오토바이, 기차 등을 포함할 수 있다. 해상 운송 수단은 예를 들어, 배, 잠수함 등을 포함할 수 있다. 천상 운송 수단은 예를 들어 비행기, 헹글라이더, 열기구, 헬리콥터, 드론 등의 소형 비형체를 포함하는 것일 수 있다.A means of transportation may refer to a means used to transport goods, people, etc. Means of transport include, for example, land transport, sea transport, and air transport. Land transportation means may include, for example, cars, bicycles, motorcycles, trains, etc., including passenger cars, vans, trucks, trailer trucks, and sports cars. Maritime vehicles may include, for example, ships, submarines, etc. Celestial vehicles may include, for example, small incorporeal objects such as airplanes, hang gliders, hot air balloons, helicopters, drones, etc.
연료 전지(FC)는 예를 들어 막-전극 접합체일 수 있다. 연료 전지(FC)가 막-전극 접합체일 때, 캐소드(10) 및 애노드(30) 각각은 전해질막(20)과 접촉하는 것일 수 있다.A fuel cell (FC) may be, for example, a membrane-electrode assembly. When the fuel cell (FC) is a membrane-electrode assembly, each of the cathode 10 and anode 30 may be in contact with the electrolyte membrane 20.
연료 전지(FC)에서는 전기 화학 반응이 발생한다. 애노드(30)에서 공급된 수소가 수소 이온(Proton) 및 전자(Electron)으로 분리된다. 수소 이온은 전해질막(20)을 통해 캐소드(10)로 이동한다. 전자는 외부 회로를 통해 캐소드(10)로 이동한다. 캐소드(10)에서 산소 분자, 수소 이온, 및 전자가 반응하여 전기 에너지 및 열 에너지가 발생한다.In a fuel cell (FC), an electrochemical reaction occurs. Hydrogen supplied from the anode 30 is separated into hydrogen ions (protons) and electrons (electrons). Hydrogen ions move to the cathode 10 through the electrolyte membrane 20. Electrons move to the cathode 10 through an external circuit. At the cathode 10, oxygen molecules, hydrogen ions, and electrons react to generate electrical energy and thermal energy.
전해질막(20)은 애노드(30) 상에 제공된다. 전해질막(20)은 애노드(30) 및 캐소드(10) 사이에 제공된다. 전해질막(20)에 대해서는 보다 구체적으로 후술한다.An electrolyte membrane 20 is provided on the anode 30. The electrolyte membrane 20 is provided between the anode 30 and the cathode 10. The electrolyte membrane 20 will be described in more detail later.
캐소드(10)는 애노드(30) 상에 제공된다. 캐소드(10)는 전해질막(20) 상에 제공된다. 캐소드(10)는 전해질막(20)과 접촉한다.A cathode (10) is provided on the anode (30). The cathode 10 is provided on the electrolyte membrane 20. The cathode 10 is in contact with the electrolyte membrane 20.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물은 산화 방지제, 및 이오노머를 포함한다.The composition of the electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes an antioxidant and an ionomer.
산화 방지제는 방향족 화합물이다. 산화 방지제는 예를 들어, 분자 내에 적어도 하나의 벤젠 고리를 포함할 수 있다. 산화 방지제는 분자 내에 적어도 하나의 카르복시기, 및 적어도 하나의 하이드록시기를 포함한다. 예를 들어, 산화 방지제는 분자 내에 하나의 카르복시기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산화 방지제는 벤젠 고리와 연결되는 적어도 두 개의 하이드록시기를 포함할 수 있다.Antioxidants are aromatic compounds. Antioxidants may, for example, contain at least one benzene ring in the molecule. Antioxidants contain at least one carboxyl group and at least one hydroxy group in the molecule. For example, an antioxidant may contain one carboxyl group in the molecule. For example, the antioxidant may contain at least two hydroxy groups linked to a benzene ring.
산화 방지제는 상기 이오노머의 중량을 기준으로, 0.1 내지 2.0 중량부 포함된다. 산화 방지제가 0.1 중량부 미만이면, 전해질막의 산화를 방지하는 역할을 수행하기 어렵고, 산화 방지제가 2.0 중량부 초과이면, 이오노머에 포함되는 술폰산기들 간의 거리를 이격시켜, 상분리성을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 연료 전지의 및 출력이 저하될 수 있다.Antioxidants are included in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight based on the weight of the ionomer. If the antioxidant is less than 0.1 part by weight, it is difficult to play the role of preventing oxidation of the electrolyte membrane, and if the antioxidant is more than 2.0 parts by weight, the distance between the sulfonic acid groups contained in the ionomer may be spaced apart, thereby reducing phase separation. , and thus the power and output of the fuel cell may decrease.
예를 들어, 산화 방지제는 이오노머에 포함되는 술폰산기를 기준으로, 1 내지 20 몰% 포함되는 것일 수 있다. 1 몰% 미만이면, 전해질막의 산화를 방지하는 역할을 수행하기 어렵고, 20 몰% 초과이면, 상분리성을 감소시킬 수 있다.For example, the antioxidant may be included in an amount of 1 to 20 mol% based on the sulfonic acid group included in the ionomer. If it is less than 1 mol%, it is difficult to play the role of preventing oxidation of the electrolyte membrane, and if it is more than 20 mol%, phase separation may be reduced.
산화 방지제는 전자를 얻어 환원되거나, 전자를 잃어 산화될 수 있다. 즉 산화 방지제는 자가 산화 환원 반응성을 갖는 것일 수 있다. 산화 방지제는 분자 내에서 산화 반응 및 환원 반응이 일어나는 것일 수 있다.Antioxidants can be reduced by gaining electrons or oxidized by losing electrons. That is, the antioxidant may have self-redox reactivity. Antioxidants may be those in which oxidation and reduction reactions occur within the molecule.
산화 방지제는 예를 들어, 유기계 산화 방지제인 것일 수 있다. 산화 방지제는 예를 들어, 하이드로시나믹 산(Hydroxycinnamic acid) 및 하이드로시나믹 산 유도체 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. “유도체”란 특정 유기 화합물을 모체로 하여, 작용기의 도입, 산화, 환원, 원자의 치환 등으로 모체의 구조와 성질이 변하지 않은 화합물을 의미하는 것일 수 있다.The antioxidant may be, for example, an organic antioxidant. For example, the antioxidant may include at least one of hydroxycinnamic acid and a hydroxycinnamic acid derivative. “Derivative” may refer to a compound that uses a specific organic compound as its parent body and whose structure and properties remain unchanged due to the introduction of a functional group, oxidation, reduction, or atom substitution.
산화 방지제는 예를 들어, 3,4-Dihydroxycinnamic acid인 것일 수 있다. 3,4-Dihydroxycinnamic acid은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.The antioxidant may be, for example, 3,4-Dihydroxycinnamic acid. 3,4-Dihydroxycinnamic acid can be represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
산화 방지제가 3,4-Dihydroxycinnamic acid일 때, 산화 방지제의 자가 산화 환원 반응은 하기 매커니즘 1과 같다.When the antioxidant is 3,4-Dihydroxycinnamic acid, the autooxidation-reduction reaction of the antioxidant is as shown in Mechanism 1 below.
[매커니즘 1][Mechanism 1]
산화 방지제는 예를 들어, 하기 화합물군 1의 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.For example, the antioxidant may include at least one of the compounds of compound group 1 below.
[화합물군 1][Compound Group 1]
이오노머는 술폰산계 이오노머인 것일 수 있다. “~”계는 분자 구조 내에 “~”에 해당하는 화학 구조 또는 “~”의 유도체를 포함하는 것을 의미하는 것일 수 있다. 다만 이에 한정하는 것은 아니고, 이오노머는 과불소계 이오노머인 것일 수도 있다.The ionomer may be a sulfonic acid-based ionomer. The “~” system may mean that the molecular structure includes a chemical structure corresponding to “~” or a derivative of “~”. However, it is not limited to this, and the ionomer may be a perfluorinated ionomer.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물은 금속을 포함하지 않는 유기계 산화 방지제를 포함하여, 금속 이온과 이오노머의 술폰산기가 이온 결합하는 것을 방지할 수 있다. 또한 자가 산화 환원 반응이 가능한 산화 방지제를 포함하여, 반영구적으로 운송 수단의 연료 전지용 전해질막으로 사용이 가능하고, 높은 열 안정성으로 운송 수단의 연료 전지에 사용되기 적합한 전해질막을 제공할 수 있다. 또한, 우수한 산화 안정성, 이온 전도도를 가져 운송 수단의 연료 전지의 출력 및 수명을 늘릴 수 있다.The composition of the electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention includes an organic antioxidant that does not contain metal, and can prevent ionic bonding between metal ions and the sulfonic acid group of the ionomer. In addition, since it contains an antioxidant capable of self-redox reaction, it can be used semi-permanently as an electrolyte membrane for fuel cells of transportation vehicles, and it can provide an electrolyte membrane suitable for use in fuel cells of transportation vehicles with high thermal stability. In addition, it has excellent oxidation stability and ionic conductivity, which can increase the output and lifespan of fuel cells for transportation vehicles.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법에 대하여 설명한다. 이하에서는 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물과의 차이점을 위주로 구체적으로 설명하고, 설명되지 않은 부분은 앞서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물에 따른다.Hereinafter, a method for manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention will be described. Hereinafter, the difference from the composition of the electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention described above will be described in detail, and parts not described will be explained in detail. Depending on the composition of the electrolyte membrane.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법의 개략적인 순서도이다.Figure 2 is a schematic flowchart of a method for manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 제조 방법은 산화 방지제 및 이오노머를 혼합하는 단계(S100), 혼합물로 막을 형성하는 단계(S200), 막을 건조하는 단계(S300), 및 건조한 막을 열처리하여 전해질막을 형성하는 단계(S400)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the method of manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle according to an embodiment of the present invention includes mixing an antioxidant and an ionomer (S100), forming a membrane with the mixture (S200), and drying the membrane. (S300), and heat treating the dried membrane to form an electrolyte membrane (S400).
산화 방지제 및 이오노머를 혼합한다(S100). 산화 방지제는 방향족 화합물이다. 산화 방지제는 예를 들어, 분자 내에 적어도 하나의 벤젠 고리를 포함할 수 있다. 산화 방지제는 분자 내에 적어도 하나의 카르복시기, 및 적어도 하나의 하이드록시기를 포함한다. 예를 들어, 산화 방지제는 분자 내에 하나의 카르복시기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 산화 방지제는 벤젠 고리와 연결되는 적어도 두 개의 하이드록시기를 포함할 수 있다.Mix antioxidants and ionomers (S100). Antioxidants are aromatic compounds. Antioxidants may, for example, contain at least one benzene ring in the molecule. Antioxidants contain at least one carboxyl group and at least one hydroxy group in the molecule. For example, an antioxidant may contain one carboxyl group in the molecule. For example, the antioxidant may contain at least two hydroxy groups linked to a benzene ring.
산화 방지제는 상기 이오노머의 중량을 기준으로, 0.1 내지 2.0 중량부 포함된다. 산화 방지제가 0.1 중량부 미만이면, 전해질막의 산화를 방지하는 역할을 수행하기 어렵고, 산화 방지제가 2.0 중량부 초과이면, 이오노머에 포함되는 술폰산 기들간의 거리를 이격시켜, 상분리성을 감소시킬 수 있고, 이에 따라 연료 전지의 및 출력이 저하될 수 있다.Antioxidants are included in an amount of 0.1 to 2.0 parts by weight based on the weight of the ionomer. If the antioxidant is less than 0.1 part by weight, it is difficult to play the role of preventing oxidation of the electrolyte membrane, and if the antioxidant is more than 2.0 parts by weight, the distance between the sulfonic acid groups contained in the ionomer may be spaced apart, thereby reducing phase separation, Accordingly, the power and output of the fuel cell may decrease.
예를 들어, 산화 방지제는 이오노머에 포함되는 술폰산기를 기준으로, 1 내지 20 몰% 포함되는 것일 수 있다. 1 몰% 미만이면, 전해질막의 산화를 방지하는 역할을 수행하기 어렵고, 20 몰% 초과이면, 상분리성을 감소시킬 수 있다.For example, the antioxidant may be included in an amount of 1 to 20 mol% based on the sulfonic acid group included in the ionomer. If it is less than 1 mol%, it is difficult to play the role of preventing oxidation of the electrolyte membrane, and if it is more than 20 mol%, phase separation may be reduced.
산화 방지제는 예를 들어, 유기계 산화 방지제인 것일 수 있다. 산화 방지제는 예를 들어, 하이드로시나믹 산(Hydroxycinnamic acid) 및 하이드로시나믹 산 유도체 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다. 산화 방지제는 예를 들어, 3,4-Dihydroxycinnamic acid인 것일 수 있다. 산화 방지제는 예를 들어, 하기 화합물군 1의 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.The antioxidant may be, for example, an organic antioxidant. For example, the antioxidant may include at least one of hydroxycinnamic acid and a hydroxycinnamic acid derivative. The antioxidant may be, for example, 3,4-Dihydroxycinnamic acid. For example, the antioxidant may include at least one of the compounds of compound group 1 below.
[화합물군 1][Compound Group 1]
이오노머는 술폰산계 이오노머인 것일 수 있다. 술폰산계 이오노머는 분자 구조 내에 과불소 및 탄화 수소 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The ionomer may be a sulfonic acid-based ionomer. The sulfonic acid-based ionomer may contain at least one of perfluorine and hydrocarbon in its molecular structure.
혼합물로 막을 형성한다(S200). 혼합물은 용매로 물 및 알코올의 혼합 용매 또는 고비점 용매를 포함할 수 있다. 알코올은 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 및 부탄올 중에서 선택되는 것일 수 있다. 고비점 용매는 비점이 높은 용매를 의미하는 것으로, 예를 들어, NMP(N-methyl-2-pyrrolidone), DMAc(Dimethyl acetamid), DMSO(Dimethyl sulfoxide) 중에서 선택되는 것일 수 있다. 막을 형성하는 방법을 통상적으로 수행되는 것이라면 특별히 한정하지 않는다.Form a film with the mixture (S200). The mixture may include a mixed solvent of water and alcohol or a high boiling point solvent as a solvent. The alcohol may be selected from, for example, methanol, ethanol, propanol, and butanol. A high boiling point solvent refers to a solvent with a high boiling point. For example, it may be selected from N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethyl acetamid (DMAc), and dimethyl sulfoxide (DMSO). The method of forming the film is not particularly limited as long as it is commonly performed.
형성된 막을 건조한다(S300). 건조하는 단계(S300)는 40 내지 100 ℃에서 3 내지 1440 분 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 범위 미만에서 수행되면, 용매가 충분히 휘발되지 않고, 상기 범위 초과에서 수행되면, 혼합물의 휘발력이 강하여 전해질막 표면이 매끄럽지 않을 수 있다.The formed film is dried (S300). The drying step (S300) may be performed at 40 to 100° C. for 3 to 1440 minutes. If carried out below the above range, the solvent may not be sufficiently volatilized, and if carried out above the above range, the volatile power of the mixture may be strong and the surface of the electrolyte membrane may not be smooth.
건조한 막을 열처리하여 전해질막을 형성한다(S400). 전해질막을 형성하는 단계(S400)는 120 내지 180 ℃에서 10 내지 90 분 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 범위 미만에서 수행되면, 전해질막의 내구성이 떨어질 수 있고, 상기 범위 초과에서 수행되면, 전해질막에 물리적 열화가 발생할 수 있다.The dried membrane is heat treated to form an electrolyte membrane (S400). The step of forming the electrolyte membrane (S400) may be performed at 120 to 180° C. for 10 to 90 minutes. If performed below the above range, the durability of the electrolyte membrane may be reduced, and if performed above the above range, physical deterioration may occur in the electrolyte membrane.
본 발명의 일 실시예에 따른 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 의 제조 방법에 의해 제조된 전해질막은 금속을 포함하지 않는 유기계 산화 방지제를 포함하여, 금속 이온과 이오노머의 술폰산기가 이온 결합하는 것을 방지할 수 있다. 또한 자가 산화 환원 반응이 가능한 산화 방지제를 포함하여, 반영구적으로 운송 수단의 연료 전지용 전해질막으로 사용이 가능하고, 높은 열 안정성으로 운송 수단의 연료 전지에 사용되기 적합한 전해질막을 제공할 수 있다. 또한, 우수한 산화 안정성, 이온 전도도를 가져 운송 수단의 연료 전지의 출력 및 수명을 늘릴 수 있다.
The electrolyte membrane manufactured by the method of manufacturing an electrolyte membrane for a fuel cell of a transportation vehicle according to an embodiment of the present invention contains an organic antioxidant that does not contain metal, and can prevent ionic bonding between metal ions and the sulfonic acid group of the ionomer. there is. In addition, since it contains an antioxidant capable of self-redox reaction, it can be used semi-permanently as an electrolyte membrane for fuel cells of transportation vehicles, and it can provide an electrolyte membrane suitable for use in fuel cells of transportation vehicles with high thermal stability. In addition, it has excellent oxidation stability and ionic conductivity, which can increase the output and lifespan of fuel cells for transportation vehicles.
이하, 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 하기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시에 불과하며, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through specific examples. The following examples are merely examples to aid understanding of the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
실시예 1Example 1
과불소계 이오노머(EW1100)와 산화 방지제 3,4-Dihydroxycinnamic acid을 혼합하였다. 산화 방지제는 이오노머의 중량 대비 1.0 중량부를 제공하였다. 혼합된 이오노머와 산화 방지제를 80 ℃에서 24 시간 동안 건조하고, 160 ℃에서 1시간 30분 동안 열처리하여 전해질막을 제조하였다.
Perfluorinated ionomer (EW1100) and antioxidant 3,4-Dihydroxycinnamic acid were mixed. The antioxidant was provided at 1.0 parts by weight relative to the weight of the ionomer. The mixed ionomer and antioxidant were dried at 80°C for 24 hours and heat treated at 160°C for 1 hour and 30 minutes to prepare an electrolyte membrane.
비교예 1Comparative Example 1
산화 방지제로 세륨질산염(Ce(NO3)3·6H2O)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질막을 제조하였다.
An electrolyte membrane was prepared in the same manner as in Example 1, except that cerium nitrate (Ce(NO 3 ) 3 ·6H 2 O) was used as an antioxidant.
비교예 2Comparative Example 2
산화 방지제를 포함하지 않고, 과불소계 이오노머만으로 전해질막을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 수행하여 전해질막을 제조하였다.
An electrolyte membrane was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the electrolyte membrane was manufactured with only perfluorinated ionomer and no antioxidant.
물성 측정Physical property measurement
하기 실험을 위해 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2 각각의 전해질막을 1 cm * 3 cm 크기로 커팅하여 시편을 제조하였다.
For the following experiment, the electrolyte membranes of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were cut to a size of 1 cm * 3 cm to prepare specimens.
1. 열 안정성 평가1. Thermal stability evaluation
운송 수단에 사용되었을 때 내구성을 확인하기 위해 열 안정성 평가를 실시하였다. TGA(Thermogravimetric Analysis) 장비를 사용하여 열 안정성 평가를 진행하였다. 실시예 1의 시편을 TGA 내 시편함에 장착하고 10 ℃/min의 승온 속도로 600 ℃까지 가열하였다. 온도에 따른 중량의 감소를 측정하여 열화 정도를 파악하였다. 열 안정성 평가 결과를 도 3a에 나타내었다.
A thermal stability evaluation was conducted to confirm durability when used in transportation. Thermal stability evaluation was conducted using TGA (Thermogravimetric Analysis) equipment. The specimen of Example 1 was mounted in a specimen box within the TGA and heated to 600 °C at a temperature increase rate of 10 °C/min. The degree of deterioration was determined by measuring the decrease in weight according to temperature. The thermal stability evaluation results are shown in Figure 3a.
2. 이온 전도도 평가2. Ionic conductivity evaluation
실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2의 시편을 24 시간동안 Di water에 침지하여 습윤 상태를 유지하였다. 습윤된 시편들을 셀에 체결하여 항온 항습 챔버에 장착하였다. 측정시 상대 습도 100 %, 온도는 90 ℃를 유지하였다. 측정 셀의 온도는 40 내지 80 ℃까지 10 ℃ 스텝으로 승온시켜 막의 저항을 면 방향(in-plane)으로 측정하였다. 아래의 식으로 이온 전도도를 계산하였다.The specimens of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were immersed in Di water for 24 hours and maintained in a wet state. The wet specimens were fastened to a cell and placed in a constant temperature and humidity chamber. During measurement, the relative humidity was maintained at 100% and the temperature was maintained at 90°C. The temperature of the measurement cell was raised from 40 to 80 °C in steps of 10 °C, and the resistance of the membrane was measured in-plane. Ion conductivity was calculated using the formula below.
[식 1][Equation 1]
이온 전도도 = 측정 전극 간의 길이/(측정 저항 * 시편 너비 * 시편 두께)Ionic conductivity = length between measuring electrodes/(measuring resistance * specimen width * specimen thickness)
본 발명에서는 1 cm (너비) * 3 cm (길이)의 시편을 준비하였고, 이온 전도도 평가 결과는 도 3b에 나타내었다.
In the present invention, a specimen of 1 cm (width) * 3 cm (length) was prepared, and the ionic conductivity evaluation results are shown in Figure 3b.
3. 산화 안정성 평가3. Oxidation stability evaluation
Fenton’s test 법으로 산화 안정성을 평가하였다. 3 중량%의 H2O2 수용액 200 ml를 준비하고, 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2의 시편을 침지하였다. 3 중량%의 H2O2 수용액은 H2O2 및 증류수가 혼합된 용액을 기준으로 H2O2가 3 중량% 포함된 것을 의미한다. 4 ppm의 FeSO4를 첨가하여 72 시간 동안 화학적 반응을 시켰다. 반응된 Fenton 용액을 취수하여 이온 크로마토그래피로 F- 이온의 농도를 측정하고, 플로이드 용출 속도(Fluoride emission rate)를 측정하였다. 사용한 식은 하기 식 2와 같다.Oxidation stability was evaluated using Fenton's test method. 200 ml of a 3% by weight H 2 O 2 aqueous solution was prepared, and the specimens of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were immersed in it. A 3% by weight H 2 O 2 aqueous solution means that 3% by weight of H 2 O 2 is contained based on a mixed solution of H 2 O 2 and distilled water. 4 ppm of FeSO 4 was added and a chemical reaction was performed for 72 hours. The reacted Fenton solution was taken, the concentration of F - ions was measured using ion chromatography, and the Fluoride emission rate was measured. The equation used is as shown in Equation 2 below.
[식 2][Equation 2]
플로이드 용출 속도(Fluoride emission rate) = 플로이드 이온 농도(Concentration of F- ion)/(반응 영역 면적(Active area) * Fenton 반응 시간(Fenton reaction time))Fluoride emission rate = Concentration of F - ion / (Active area * Fenton reaction time)
산화 안정성 평가 결과는 도 3c에 나타내었다.
The oxidation stability evaluation results are shown in Figure 3c.
4. 재생 가능성 평가4. Renewability assessment
Fenton’s test 법으로 재생 가능성을 평가하였다. 15 중량%의 H2O2 수용액 4 ppm의 FeSO4가 교반된 용액에 실시예 1, 비교예 1, 및 비교예 2의 시편을 침지하였다. 24 시간마다 Fenton 용액을 추출하여, 이온 크로마토그래피로 F- 이온의 농도를 측정하고, 플로이드 용출 속도(Fluoride emission rate)를 측정하였다. 사용한 식은 상기 식 2와 같다.Regeneration potential was evaluated using Fenton's test method. The specimens of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 were immersed in a stirred solution of 15% by weight of H 2 O 2 aqueous solution and 4 ppm of FeSO 4 . The Fenton solution was extracted every 24 hours, the concentration of F - ions was measured by ion chromatography, and the Fluoride emission rate was measured. The equation used is the same as equation 2 above.
재생 가능서 평가 결과는 도 3d에 나타내었다.
The reproducibility evaluation results are shown in Figure 3d.
평가 결과Evaluation results
1. 열 안정성 평가1. Thermal stability evaluation
운송 수단은 최대 120 ℃에서 운행된다. 도 3a를 참조하면, 실시예 1은 200 ℃ 이상에서 물성 변화가 발생하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라, 실시예 1의 전해질막은 운송 수단용 연료 전지에 사용되기 적합한 것을 확인할 수 있었다.
Transport operates at temperatures up to 120 °C. Referring to Figure 3a, it was confirmed that Example 1 changed physical properties above 200°C. Accordingly, it was confirmed that the electrolyte membrane of Example 1 was suitable for use in fuel cells for transportation vehicles.
2. 이온 전도도 평가2. Ionic conductivity evaluation
도 3b를 참조하면, 온도에 따른 이온 전도도의 변화량은 실시예 1이 비교예 1보다 적었다. 특히, 60 ℃에서 실시예 1은 비교예 2과 비교할 때 이온 전도도가 5 % 이하 감소하였지만, 비교예 1은 비교예 2과 비교할 때 이온 전도도가 50 % 이상 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이에 따라 실시예 1은 비교예 1과 비교할 때, 온도에 따른 이온 전도도 감소량을 최소화 할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
Referring to Figure 3b, the amount of change in ionic conductivity according to temperature in Example 1 was less than that in Comparative Example 1. In particular, at 60°C, the ionic conductivity of Example 1 decreased by less than 5% compared to Comparative Example 2, but it was confirmed that the ionic conductivity of Comparative Example 1 decreased by more than 50% compared to Comparative Example 2. Accordingly, it was confirmed that Example 1 was able to minimize the decrease in ionic conductivity depending on temperature when compared to Comparative Example 1.
3. 산화 안정성 평가3. Oxidation stability evaluation
도 3c를 참조하면, 실시예 1은 비교예 1과 비교할 때, 비교예 2 대비하여 플로이드 용출 속도의 감소량이 적어, 산화 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
Referring to FIG. 3C, it was confirmed that Example 1 had a smaller decrease in Floyd dissolution rate compared to Comparative Example 1 and thus had excellent oxidation stability compared to Comparative Example 2.
4. 재생 가능성 평가4. Renewability assessment
산화 방지제는 자가 산화 환원 반응을 통해, 전해질막 내에서 반 영구적으로 사용 가능하여야 한다. 이를 통해 연료 전지의 장수명을 도모할 수 있기 때문이다. 재생 가능성 평가를 통해, 산화 방지제의 자가 산화 환원 반응 능력을 확인할 수 있다.Antioxidants must be semi-permanently usable within the electrolyte membrane through auto-oxidation-reduction reactions. This is because the longer life of the fuel cell can be achieved. Through reproducibility evaluation, the self-redox reaction ability of antioxidants can be confirmed.
도 3d를 참조하면, 최초 24 시간에 측정된 수치는 산화방지제의 영향력을 받지 못한 곳에서 열화된 F-이온이 측정된 것으로, 산화 방지제의 산화 환원 반응의 결과로 판단하기 어렵다. Referring to FIG. 3d, the values measured in the first 24 hours are the deteriorated F - ions measured in a place not affected by the antioxidant, and it is difficult to determine that they are the result of the redox reaction of the antioxidant.
72 시간 이후에 비교예 2의 플로이드 용출 속도가 급격히 증가하는 것을 확인할 수 있었고, 이는 전해질막의 열화 속도가 급격해지는 것을 의미한다. 다만, 실시예 1 및 비교예 1의 열화 속도는 증가하지 않았다.It was confirmed that the Floyd dissolution rate of Comparative Example 2 rapidly increased after 72 hours, which means that the deterioration rate of the electrolyte membrane rapidly increased. However, the deterioration rate of Example 1 and Comparative Example 1 did not increase.
실시예 1은 자가 산화 환원 반응 능력을 보유하여, 장시간 산화 방지 역할을 수행할 수 있는 것을 확인할 수 있었다
It was confirmed that Example 1 possesses self-oxidation-reduction reaction ability and can perform the role of preventing oxidation for a long time.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Above, embodiments of the present invention have been described with reference to the attached drawings, but those skilled in the art will understand that the present invention can be implemented in other specific forms without changing its technical idea or essential features. You will understand that it exists. Therefore, the embodiments described above should be understood in all respects as illustrative and not restrictive.
FC: 연료 전지 10: 캐노드
20: 전해질막 30: 애소드FC: Fuel cell 10: Canode
20: electrolyte membrane 30: anode
Claims (10)
이오노머;를 포함하고,
상기 산화 방지제는 방향족 화합물이고,
분자 내에 적어도 하나의 카르복시기, 및 적어도 하나의 하이드록시기를 포함하고,
상기 산화 방지제는
상기 이오노머의 중량을 기준으로,
0.1 내지 2.0 중량부 포함되는 것인 연료 전지용 전해질막의 조성물.Antioxidants; and
Contains an ionomer;
The antioxidant is an aromatic compound,
Contains at least one carboxyl group and at least one hydroxy group in the molecule,
The antioxidant is
Based on the weight of the ionomer,
A composition of an electrolyte membrane for a fuel cell comprising 0.1 to 2.0 parts by weight.
상기 산화 방지제는
분자 내에서 산화 반응 및 환원 반응이 일어나는 것인 운송 수단의 연료 전지용 전해질막의 조성물.According to paragraph 1,
The antioxidant is
A composition of an electrolyte membrane for a fuel cell of a vehicle in which oxidation and reduction reactions occur within the molecule.
상기 산화 방지제는
유기계 산화 방지제인 것인 연료 전지용 전해질막의 조성물.According to paragraph 1,
The antioxidant is
A composition of an electrolyte membrane for a fuel cell, which is an organic antioxidant.
상기 산화 방지제는
하이드로시나믹 산(Hydroxycinnamic acid) 및 하이드로시나믹 산 유도체 중 적어도 하나를 포함하는 것인 연료 전지용 전해질막의 조성물.According to paragraph 1,
The antioxidant is
A composition of an electrolyte membrane for a fuel cell comprising at least one of hydroxycinnamic acid and a hydroxycinnamic acid derivative.
상기 산화 방지제는
3,4-Dihydroxycinnamic acid인 것인 연료 전지용 전해질막의 조성물.According to paragraph 1,
The antioxidant is
A composition of an electrolyte membrane for a fuel cell comprising 3,4-Dihydroxycinnamic acid.
상기 산화 방지제는
하기 화합물군 1의 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는 것인 연료 전지용 전해질막의 조성물.
[화합물군 1]
According to paragraph 1,
The antioxidant is
A composition of an electrolyte membrane for a fuel cell comprising at least one of the compounds of compound group 1 below.
[Compound Group 1]
상기 이오노머는
술폰산계 이오노머인 것인 연료 전지용 전해질막의 조성물.According to paragraph 1,
The ionomer is
A composition of an electrolyte membrane for a fuel cell, which is a sulfonic acid-based ionomer.
상기 혼합물로 막을 형성하는 단계;
상기 막을 건조하는 단계; 및
상기 건조한 막을 열처리하여 전해질막을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 산화 방지제는 방향족 화합물이고,
분자 내에 적어도 하나의 카르복시기, 및 적어도 하나의 하이드록시기를 포함하고,
상기 산화 방지제는
상기 이오노머의 중량을 기준으로,
0.1 내지 2.0 중량부 포함되는 것인 연료 전지용 전해질 막의 제조 방법.mixing antioxidants and ionomers;
forming a film with the mixture;
drying the membrane; and
Comprising: forming an electrolyte membrane by heat treating the dried membrane,
The antioxidant is an aromatic compound,
Contains at least one carboxyl group and at least one hydroxy group in the molecule,
The antioxidant is
Based on the weight of the ionomer,
A method of producing an electrolyte membrane for a fuel cell comprising 0.1 to 2.0 parts by weight.
상기 건조하는 단계는
40 내지 100 ℃에서 3 내지 1440 분 동안 수행되는 것인 연료 전지용 전해질 막의 제조 방법.According to clause 8,
The drying step is
A method for producing an electrolyte membrane for a fuel cell, which is carried out at 40 to 100 ° C. for 3 to 1440 minutes.
상기 전해질막을 형성하는 단계는
120 내지 180 ℃에서 10 내지 90 분 동안 수행되는 것인 연료 전지용 전해질 막의 제조 방법.According to clause 8,
The step of forming the electrolyte membrane is
A method for producing an electrolyte membrane for a fuel cell, which is carried out at 120 to 180 ° C. for 10 to 90 minutes.
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