KR20060037579A - 연료전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극을포함하는 막-전극 어셈블리 - Google Patents

연료전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극을포함하는 막-전극 어셈블리 Download PDF

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Abstract

본 발명은 연료전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 수소이온 전도성 물질, 연료전지용 촉매, 및 용매를 혼합하여 촉매층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 촉매층 형성용 조성물을 전극기재에 스프레이 분사하는 단계; 및 상기 스프레이 분사된 촉매층을 건조시키는 단계를 포함하는 연료전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 연료전지용 전극의 제조방법은 스프레이 분사 과정에서 용매가 증발하여, 얇고 균일한 표면의 촉매층을 형성할 수 있는 장점이 있으며, 이로부터 제조된 연료전지용 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리는 전기 발생 효율이 우수한 장점이 있다.
연료전지, 전극, 스프레이, 촉매층

Description

연료전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리{A METHOD FOR PREPARATING AN ELECTRODE FOR FUEL-CELL, AND MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY(MEA) COMPRISING AN ELECTRODE FOR FUEL-CELL PREPARATED THEREBY}
도 1은 본 발명의 연료전지용 막-전극 어셈블리의 모식적 단면도.
도 2는 본 발명의 연료전지용 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료전지의 모식적 분해 사시도.
[산업상 이용분야]
본 발명은 연료전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 균일한 표면의 촉매층을 형성할 수 있는 연료전지용 전극의 제조방법 및 이로부터 제조된 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리에 관한 것이다.
[종래기술]
연료 전지(Fuel cell)는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다.
연료전지는 사용되는 전해질의 종류에 따라, 인산형 연료 전지, 용융탄산염 형 연료 전지, 고체 산화물형 연료 전지, 고분자 전해질형, 또는 알칼리형 연료 전지 등으로 분류된다. 이들 각각의 연료 전지는 근본적으로 같은 원리에 의해 작동되지만 사용되는 연료의 종류, 운전 온도, 촉매, 전해질 등이 서로 다르다.
이들 중 근래에 개발되고 있는 고분자 전해질형 연료 전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC)는 다른 연료 전지에 비하여 출력 특성이 탁월하며 작동 온도가 낮고 아울러 빠른 시동 및 응답 특성을 가지며, 자동차와 같은 이동용 전원은 물론, 주택, 공공 건물과 같은 분산용 전원 및 전자기기용과 같은 소형 전원 등 그 응용 범위가 넓은 장점을 가진다.
상기와 같은 PEMFC는 기본적으로 시스템을 구성하기 위해 스택(stack), 개질기(reformer), 연료 탱크, 및 연료 펌프 등을 구비한다. 스택은 연료 전지의 본체를 형성하며, 연료 펌프는 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기는 연료를 개질하여 수소 기체를 발생시키고 그 수소 기체를 스택으로 공급한다. 따라서, 이 PEMFC는 연료 펌프의 작동으로 연료 탱크 내의 연료를 개질기로 공급하고, 이 개질기에서 연료를 개질하여 수소 기체를 발생시키며, 스택에서 수소 기체와 산소를 전기 화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시킨다.
한편, 연료 전지는 액상의 메탄올 연료를 직접 스택에 공급할 수 있는 직접 메탄올형 연료 전지(Direct Methanol Fuel Cell: DMFC) 방식을 채용할 수도 있다. 이러한 직접 메탄올형 연료 방식의 연료 전지는 고분자 전해질형 연료 전지와 달리, 개질기가 배제된다.
상기와 같은 연료 전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 분리판(Separator)(또는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate))으로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수 십 개로 적층된 구조를 가진다. 상기 막-전극 어셈블리는 고분자 전해질막을 사이에 두고 애노드 전극(일명, "연료극" 또는 "산화전극"이라고 한다)과 캐소드 전극(일명, "공기극" 또는 "환원전극"이라고 한다)이 접착된 구조를 가진다.
상기 분리판은 연료 전지의 반응에 필요한 연료를 애노드 전극에 공급하고, 산소를 캐소드 전극에 공급하는 통로의 역할과 각 막/전극 어셈블리의 애노드 전극과 캐소드 전극을 직렬로 연결시켜 주는 전도체의 역할을 동시에 수행한다. 이 과정에서 애노드 전극에서는 연료의 전기 화학적인 산화 반응이 일어나고, 캐소드 전극에서는 산소의 전기 화학적인 환원반응이 일어나며 이 때 생성되는 전자의 이동으로 인해 전기와 열 그리고 물을 함께 얻을 수 있다.
상기 애노드 전극과 캐소드 전극에는 연료의 전기화학적 반응을 일으키기 위한 촉매층이 형성되어 있으며, 상기 촉매층은 촉매, 전도성 물질, 및 용매를 혼합하여 슬러리 형태를 제조한 후, 기체확산층과 같은 전극기재에 스크린프린팅, 또는 닥터블레이드법으로 도포한 후, 용매를 휘발시키는 방법으로 형성되는 것이 일반적이었다. 그러나, 스크린프린팅이나 닥터블레이드법 등의 방법으로는 얇고 균일한 촉매층의 형성에 어려움이 있으며, 촉매층 도포후에 과량의 용매가 촉매층 내에 잔 류하여 용매 휘발시 촉매층이 갈라지는 등의 현상이 발생하였다.
이러한 현상은 불균일한 촉매층을 형성하게 되어 반응이 촉매층의 일부분에 집중되어 불균일한 반응을 일으키며, 촉매의 수명을 감소시키고, 촉매층과 고분자 전해질막의 밀착도를 떨어뜨리게 되어 연료전지의 효율을 떨어뜨리는 요인이 되기도 한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 스프레이 분사법으로 촉매층을 형성시키는 연료전지용 전극의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한, 상기 방법으로 제조된 연료전지용 전극을 포함하는 연료전지용 막-전극 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여, 수소이온 전도성 물질, 연료전지용 촉매, 및 용매를 혼합하여 촉매층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 촉매층 형성용 조성물을 전극기재에 스프레이 분사하는 단계; 및 상기 스프레이 분사된 촉매층을 건조시키는 단계를 포함하는 연료전지용 전극의 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 방법으로 제조되는 한 쌍의 연료전지용 전극이 대향 배치되고, 상기 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질막을 포함하는 연료전지용 막-전극 어셈블리를 제공한다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명의 연료전지용 전극의 제조방법은 수소이온 전도성 물질, 연료전지용 촉매, 및 용매를 혼합하여 촉매층 형성용 조성물을 제조하는 단계; 상기 촉매층 형성용 조성물을 전극기재에 스프레이 분사하는 단계; 및 상기 스프레이 분사된 촉매층을 건조시키는 단계를 포함한다.
상기 수소이온 전도성 물질은 통상적으로 연료전지에 사용되는 수소이온 전도성 고분자를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 퍼플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르에테르케톤계 고분자, 폴리페닐렌계 고분자, 폴리페닐설파이드계 고분자, 폴리티오페닐렌계 고분자, 폴리페닐퀴녹살린계 고분자, 및 폴리포스파진계 고분자으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수소이온 전도성 고분자를 사용할 수 있고, 더 바람직하게는 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-(m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸), 및 폴리(2,5-벤즈이미다졸)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수소이온 전도성 고분자를 사용할 수 있다.
또한, 상기 수소이온 전도성 물질은 상기 수소이온 전도성 고분자에 인산, 황산, 또는 이들의 혼합물을 도핑시킨 것을 사용하거나, 상기 수소이온 전도성 고분자에 이온기가 결합되어 있는 것을 사용할 수 있다. 상기 이온기는 술폰산기, 인산기, 및 카르복실산기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하 다.
또한, 수소이온 전도성 물질로서, 상기 수소이온 전도성 고분자에 산, 또는 무기물 중에서 선택되는 1종 이상이 첨가된 것을 사용할 수 있으며, 상기 산은 인산, 포스포텅스틱산, 및 실리코텅스틱산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, 상기 무기물은 ZrO2 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 연료전지용 촉매는 통상적인 연료전지용 촉매로서, 특별히 종류에 한정되지 않으나, 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금, 및 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, 및 Zn로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 포함하는 것이 바람직하며, 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금, 백금-코발트 합금, 및 백금-니켈로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 포함하는 것이 더 바람직하다.
다만, 사용되는 촉매의 양을 줄이고, 촉매의 단위중량당 효율을 높이기 위해서, 상기 촉매를 탄소, 또는 고분자에 담지된 상태로 사용할 수도 있다. 상기 담지체가 되는 탄소물질, 및 고분자 물질은 전기 전도성을 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 다만, 상기 고분자 물질은 폴리아닐린 폴리티오펜, 폴리피롤, 및 폴리아세틸렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 용매는 상기 수소이온 전도성 물질을 잘 용해시킬 수 있는 것으 로서, 스프레이 공정시 쉽게 휘발될 수 있는 것이라면 어느 것이나 사용 가능하다. 다만, 그 중에서도 알코올계, 아미드계, 물, 케톤계, 및 에테르계로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하며, 이소프로필알코올, 물, 디메틸아세트아미드, 디에틸에테르, 및 N-메틸피롤리돈으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 더 바람직하다.
상기 구성성분을 혼합하여 제조되는 상기 촉매층 형성용 조성물은 1 ~ 100 cps의 점도를 가지는 것이 바람직하며, 3 내지 20 cps의 점도를 가지는 것이 더 바람직하다. 상기 조성물의 점도가 1 cps 미만인 경우에는 다공성의 전극기재 속으로 스프레이 코팅된 조성물이 스며들어 버리게 되며, 100 cps를 초과하는 경우에는 스프레이 분사가 어렵고, 균일한 상태를 얻을 수 없게 된다.
상기 방법으로 제조된 촉매층 형성용 조성물을 전극기재의 일면에 스프레이 분사법으로 코팅한다. 이 때, 상기 스프레이 분사 공정의 온도는 10 내지 60℃인 것이 바람직하다. 스프레이 분사 온도가 10℃ 미만인 경우에는 촉매층 내에 잔류 용매가 남아, 건조시 촉매층의 균열을 발생시킬 수 있으며, 60℃를 초과하는 경우에는 용매가 완전히 증발하여 촉매 입자가 전극기재에 부착되지 못하게 된다.
이 때, 상기 촉매층 형성용 조성물이 도포되는 전극 기재는 연료전지의 외부로부터 공급되는 연료, 및 산소 기체를 촉매층에 원활히 공급하여 촉매-전해질막-기체의 3상 계면의 형성을 돕는 역할을 하는 것으로서, 미세한 기공이 형성된 전도성 기재를 사용하는 것이 바람직하며, 그 중에서도 탄소종이(carbon paper), 또는 탄소천(carbon cloth)을 사용하는 것이 더 바람직하다. 상기 전도성 기재를 기체 확산층이라 한다.
또한, 상기 전극기재는 상기 기체확산층 이외에 연료, 및 산소기체의 확산을 돕기 위해서, 미세기공층(MPL:micro porous layer)을 더 포함할 수 있다. 상기 미세기공층은 수 ㎛ 이하의 미세기공이 형성된 탄소층인 것이 바람직하며, 흑연, 탄소나노튜브(CNT), 플러렌(C60), 활성탄소, 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 더 바람직하다. 이 경우, 상기 촉매층은 미세기공층의 표면에 형성시키는 것이 바람직하다.
상기 촉매층이 코팅된 전극기재는 건조과정을 거쳐 건조과정을 거쳐 연료전지용 전극으로 제조되며, 바람직하게는 20 ~ 200℃에서 건조하고, 더 바람직하게는 60 ~ 130℃에서 건조하여 연료전지용 전극으로 제조된다. 건조 온도가 20℃미만인 경우에는 잔류 용매가 남아 막-전극 어셈블리의 제조시 고분자 전해질막의 물성을 변화시킬 수 있으며, 200℃를 초과하는 경우에는 이온 전도성 물질의 열분해가 일어날 수 있다.
또한, 연료전지용 전극의 성능을 더욱 높이기 위해서, 상기 방법으로 제조된 연료전지용 전극을 황산, 인산, 또는 이들의 혼합물에 침지하여 이온 전도성 물질을 도핑시키는 단계를 더 거칠 수도 있다.
상기 방법으로 제조된 연료전지용 전극은 상온형 연료전지에 적합한 것은 물론이고, 100℃ 이상의 온도에서 구동되는 고온형 연료전지에 사용되기에 더욱 적합하다.
상기 방법으로 제조된 연료전지용 전극은 그대로 수소이온 전도성 고분자 전 해질막과 접합하여 연료전지용 막-전극 어셈블리의 형태로 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 연료전지용 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 연료전지용 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리(10)는 고분자 전해질막(110), 및 상기 고분자 전해질막(110)의 양면에 각각 대향 배치되는 상기 연료전지용 전극(100, 100')을 포함한다.
이 때, 상기 고분자 전해질막은 통상적인 연료전지용 고분자 전해질막으로서 수소이온 전도성을 가지는 고분자 물질을 포함하는 전해질막이며, 그 중에서도 퍼플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자 폴리에테르-에테르케톤계 고분자, 폴리페닐렌계 고분자, 폴리페닐설파이드계 고분자, 폴리티오페닐렌계 고분자, 폴리페닐퀴녹살린계 고분자, 및 폴리포스파진계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수소이온 전도성 고분자를 포함하는 고분자 전해질막인 것이 바람직하고, 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-(m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸), 및 폴리(2,5-벤즈이미다졸)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 고분자 전해질막인 것이 더 바람직하다.
또한, 상기 고분자 전해질막은 상기 수소이온 전도성 고분자에 인산, 황산, 또는 이들의 혼합물을 도핑시킨 것이나, 상기 수소이온 전도성 고분자에 이온기가 결합되어 있는 것이 더 바람직하며, 상기 이온기는 술폰산기, 인산기, 및 카르복실산기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 고분자 전해질막은 상기 수소이온 전도성 고분자에 산, 또는 무기물 중에서 선택되는 1종 이상을 더 포함할 수 있으며, 상기 산은 인산, 포스포텅스틱산, 및 실리코텅스틱산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하고, 상기 무기물은 ZrO2, 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 연료전지용 막-전극 어셈블리는 상온형 연료전지에 적합한 것은 물론이고, 100℃ 이상의 온도에서 구동되는 고온형 연료전지에 사용되기에 더욱 적합하다.
상기 연료전지용 막-전극 어셈블리는 연료전지용 전극과 고분자 전해질막을 열, 및 압력으로 라미네이트시키거나, 단순 접합 후, 스택의 체결 압력에 의해 물리적으로 접촉시키는 방법으로 제조될 수 있다.
상기 연료전지용 막-전극 어셈블리를 통상적인 구성에 따라 세퍼레이터와 접합하여 연료전지를 제조할 수 있다.
도 2는 본 발명의 연료전지를 모식적으로 나타낸 분해 사시도이다. 도 2를 참고하면, 본 발명의 연료전지(1)는 상기 연료전지용 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리(10), 및 상기 막-전극 어셈블리의 양면에 배치되는 분리판(bipolar plate)(20)을 포함한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예]
실시예 1
황산으로 도핑된 폴리벤즈이미다졸 0.5 g, 탄소에 담지된 백금 촉매(백금 함량 20 중량%) 3 g을 디메틸아세트아미드(DMAc) 20 g과 혼합하여 3 cps의 점도를 가지는 촉매층 형성용 조성물을 제조하였다.
상기 제조된 상기 촉매층 형성용 조성물을 두께 250㎛인 탄소종이의 표면에 스프레이 분사하여 촉매층을 코팅하였다.
상기 촉매층을 80 ℃에서 120분 동안 건조하여 연료전지용 전극을 제조하였다.
두께 60㎛인 폴리벤즈이미다졸 고분자막을 65%의 황산수용액에 담그어 도핑(doping)시킨 후, 상기 고분자막의 양면에 상기 제조된 전극을 배치하여 접합시킴으로써, 막-전극 어셈블리를 제조하였다.
상기 제조된 막-전극 어셈블리의 양면에 세퍼레이터를 배치하여 연료전지를 제조하였다.
실시예 2
폴리벤즈이미다졸 1.0 g, 탄소에 담지된 백금 촉매(백금 함량 20 중량%) 3 g을 DMAc 20 g과 혼합하여 7 cps의 점도를 가지는 촉매층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연료전지를 제조하였다.
실시예 3
폴리벤즈이미다졸 1.0 g, 탄소에 담지된 백금 촉매(백금 함량 20 중량%) 3 g를 DMAc 20 g과 혼합하여 9 cps의 점도를 가지는 촉매층 형성용 조성물을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연료전지를 제조하였다.
비교예 1
촉매층 형성용 조성물을 두께 250㎛인 탄소종이의 표면에 스크린 프린팅법으로 코팅하여 연료전지용 전극을 제조한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 연료전지를 제조하였다.
비교예 2
촉매층 형성용 조성물을 두께 250㎛인 탄소종이의 표면에 스크린프린팅법으로 코팅하여 연료전지용 전극을 제조한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일한 방법으로 연료전지를 제조하였다.
상기 실시예 1, 2, 3, 및 비교예 1, 2에 따라 제조된 연료전지에 대하여 Air/H2를 피드(feed)로 사용하여, 상압, 160℃에서 단일셀(single cell)의 성능을 측정하였으며, 그 결과를 도3에 나타내었다.
도3에서 나타난 바와 같이 스프레이법으로 형성된 전극이 스크린 프린팅법으로 제조된 경우보다 우수한 출력특성을 나타내었다. 이는 스프레이 분사법을 이용함으로써 낮은 점도의 슬러리로부터 균질의 촉매층을 제조할 수 있었기 때문으로 스크린 프린팅을 사용하는 경우에는 카본종이의 기공안으로 낮은 점도의 슬러리가 스며들어 기체 확산을 저해하기 때문에 스프레이법을 이용한 전극보다 취약한 성능을 나타내었다.
본 발명의 연료전지용 전극의 제조방법은 스프레이 분사 과정에서 용매가 증발하여, 저 점도의 슬러리로부터 얇고 균일한 표면의 촉매층을 형성할 수 있는 장점이 있으며, 이로부터 제조된 연료전지용 전극을 포함하는 막-전극 어셈블리는 전기 발생 효율이 우수한 장점이 있다.

Claims (16)

  1. 수소이온 전도성 물질, 연료전지용 촉매, 및 용매를 혼합하여 촉매층 형성용 조성물을 제조하는 단계;
    상기 촉매층 형성용 조성물을 전극기재에 스프레이 분사하는 단계; 및
    상기 스프레이 분사된 촉매층을 건조시키는 단계
    를 포함하는 연료전지용 전극의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수소이온 전도성 물질은 퍼플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르에테르케톤계 고분자, 폴리페닐렌계 고분자, 폴리페닐설파이드계 고분자, 폴리티오페닐렌계 고분자, 폴리페닐퀴녹살린계 고분자, 및 폴리포스파진계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 수소이온 전도성 고분자를 포함하는 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 수소이온 전도성 물질은 상기 수소이온 전도성 고분자에 인산, 황산, 또는 이들의 혼합물을 도핑시킨 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 수소이온 전도성 물질은 상기 수소이온 전도성 고분자 에 술폰산기, 인산기, 및 카르복실산기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 이온기가 결합된 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 수소이온 전도성 물질은 상기 수소이온 전도성 고분자에 인산, 포스포텅스틱산, 실리코텅스틱산으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 산, 또는 ZrO2, 및 실리카로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 무기물 중에서 선택되는 1종 이상이 첨가된 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 연료전지용 촉매는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금, 및 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, 및 Zn로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이금속)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 포함하는 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 연료전지용 촉매는 탄소, 또는 전기전도성 고분자에 담지된 촉매인 연료전지용 전극의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 용매는 알코올계 용매, 아미드계 용매, 물, 케톤계 용매, 및 에테르계 용매로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 연료전지용 전 극의 제조방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 촉매층 형성용 조성물은 1 ~ 100 cps의 점도를 가지는 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 촉매층 형성용 조성물은 3 ~ 20 cps의 점도를 가지는 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 스프레이 분사 단계는 10 ~ 60 ℃의 온도에서 실시하는 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 건조 단계는 20 ~ 200 ℃온도에서 실시하는 것인 연료전지용 전극의 제조방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 건조 공정 후에 촉매층이 코팅된 전극기재를 황산, 인산, 또는 이들의 혼합물에 침지하여 이온 전도성 고분자를 도핑시키는 단계를 더 포함하는 연료전지용 전극의 제조방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 연료전지용 전극은 100℃ 이상의 온도에서 구동되는 고온형 연료전지용 전극인 연료전지용 전극의 제조방법.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되는 한 쌍의 연료전지용 전극이 대향 배치되고, 상기 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질막을 포함하는 연료전지용 막-전극 어셈블리.
  16. 제15항에 있어서, 상기 연료전지용 막-전극 어셈블리는 100℃ 이상의 온도에서 구동되는 고온형 연료전지용 막-전극 어셈블리인 연료전지용 막-전극 어셈블리.
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