KR19990087023A - 수소이온교환막(pem) 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리의 제조방법 및 이를 이용한 pem 연료전지의 제조방법 및 이 방법에 따라 제조되는 pem 연료 전지 - Google Patents
수소이온교환막(pem) 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리의 제조방법 및 이를 이용한 pem 연료전지의 제조방법 및 이 방법에 따라 제조되는 pem 연료 전지 Download PDFInfo
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Abstract
Description
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- 수소이온교환막(PEM) 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리의 제조방법에 있어서,a) PFSI 용액에 MOH 수용액(M은 알칼리 금속으로 Li, Na, K)을 첨가하여 용액내의 PFSI를 M+형으로 전환시키는 단계b) PFSI 용액내 잔류 알콜보다 비점이 높은 극성 유기용매를 상기 a)의 혼합용액에 첨가한 다음 상기 알콜의 비점 내지 비점+20℃에서 가열하여 잔류 알콜을 제거하여 전처리된 PFSI 용액을 얻는 단계, 및c) 상기 전처리된 PFSI 용액과 Pt/카본분말을 혼합하여 PEM 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리를 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 수소이온교환막 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리의 제조방법.
- 제1항에 있어서, 상기 b) 단계에서 극성 유기용매는 디메틸설폭사이드, N,N-디메틸포름아미드, 에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 극성 유기용매의 첨가량은 b) 단계에서 얻어지는 전처리된 PFSI 용액에 대해 80 내지 98중량%가 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 c)단계의 슬러리의 점도가 1000cp(centipoise) 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
- 수소이온교환막 (PEM) 연료전지의 제조방법에 있어서,a) PFSI 용액에 MOH 수용액(M은 알칼리 금속으로 Li, Na, K)을 첨가하여 용액내의 PFSI를 M+형으로 전환시키는 단계b) PFSI 용액내 잔류 알콜보다 비점이 높은 극성 유기용매를 상기 a)의 혼합용액에 첨가한 다음 알콜의 비점 내지 비점+20℃에서 가열하여 잔류 알콜을 제거하여 전처리된 PFSI 용액을 얻는 단계, 및c) 상기 전처리된 PFSI 용액과 Pt/카본분말을 혼합하여 PEM 연료전지의 촉매층 형성용 슬러리를 형성하는 단계,d) 가스확산전극의 지지층상의 일면에 상기 슬러리 혼합물을 코팅하는 단계,e) 상기 d) 단계의 결과물을 상기 극성 유기용매의 비점 이하의 온도에서 건조시킨 다음 산성 용액에 담지한 후 세척, 건조하여, 지지층상에 촉매층이 적층된 가스확산전극을 형성하는 단계, 및f) 상기 애노드와 캐소드 사이에 수소이온교환막을 개재시켜 열간압착하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 PEM 연료전지의 제조방법.
- 제5항에 있어서, 상기 b) 단계에서 극성 유기용매는 디메틸설폭사이드, N,N-디메틸포름아미드, 에틸렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 극성 유기용매의 첨가량은 b) 단계에서 얻어지는 전처리된 PFSI 용액에 대해 80 내지 98중량%가 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 c)단계의 슬러리 혼합물의 점도가 1000cp(centipoise) 이상인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 c) 단계에서 전처리된 PFSI의 첨가량은 건조후 얻어지는 전극 촉매층 총중량에 대해 PFSI 폴리머로서 15 내지 35중량%가 되도록 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 d) 단계의 전극 지지층이 방수 처리된 카본 페이퍼 또는 카본 클로드인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 d) 단계의 코팅은 닥터 블레이드법, 분사방법, 스크린 프린팅법 또는 부러싱방법으로 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 e) 단계의 건조공정시 건조 온도는 140 - 180℃ 범위인 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항에 있어서, 상기 f) 단계의 열간압착은 100 내지 135℃에서 실시하는 것을 특징으로 하는 방법.
- 제5항 내지 제13항 중 어느 한항의 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 PEM 연료전지.
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