KR20080013101A - Electrode for fuel cell, membrane-electrode assembly for fuel cell and fuel cell system comprising same - Google Patents

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KR20080013101A
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송민규
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Abstract

An electrode for a fuel cell is provided to obtain a membrane-electrode assembly for a fuel cell having excellent water absorptivity even at high temperature, and thus allow a fuel cell to be driven at high temperature. An electrode for a fuel cell comprises: an electrode substrate; and a catalyst layer formed on the electrode substrate, and comprising a water-absorbing material to which a metal and inorganic ion conductor are bound, a binder and a catalyst. The inorganic conductor includes phosphorus tungstate. The metal includes a monovalent metal element such as Cs, Na or K. The water-absorbing material is used in an amount of 10-90 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder.

Description

연료 전지용 전극, 이를 포함하는 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지용 시스템{ELECTRODE FOR FUEL CELL, MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY FOR FUEL CELL AND FUEL CELL SYSTEM COMPRISING SAME}Electrode for fuel cell, membrane-electrode assembly including the same, and system for fuel cell comprising the same {ELECTRODE FOR FUEL CELL, MEMBRANE-ELECTRODE ASSEMBLY FOR FUEL CELL AND FUEL CELL SYSTEM COMPRISING SAME}

도 1은 본 발명의 연료 전지 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing the structure of a fuel cell system of the present invention.

[산업상 이용 분야][Industrial use]

본 발명은 연료 전지용 전극, 이를 포함하는 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 고온에서 사용가능한 전지를 제공할 수 있는 연료 전지용 전극, 이를 포함하는 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell electrode, a fuel cell membrane-electrode assembly including the same, and a fuel cell system including the same. More particularly, a fuel cell electrode capable of providing a battery that can be used at a high temperature, and a fuel cell comprising the same Membrane-electrode assembly and a fuel cell system comprising the same.

[종래 기술][Prior art]

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.A fuel cell is a power generation system that directly converts the chemical reaction energy of hydrogen and oxygen contained in hydrocarbon-based materials such as methanol, ethanol and natural gas into electrical energy.

연료 전지 시스템의 대표적인 예로는 고분자 전해질형 연료 전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 직접 산화형 연료 전지(Direct Oxidation Fuel Cell)를 들 수 있다. 상기 직접 산화형 연료 전지에서 연료로 메탄올을 사용하는 경우는 직접 메탄올 연료 전지(DMFC: Direct Methanol Fuel Cell)라 한다. Representative examples of the fuel cell system include a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) and a direct oxidation fuel cell (Direct Oxidation Fuel Cell). When methanol is used as a fuel in the direct oxidation fuel cell, it is called a direct methanol fuel cell (DMFC).

상기 고분자 전해질형 연료 전지는 화석 에너지를 대체할 수 있는 청정 에너지원으로서, 출력 밀도 및 에너지 전환 효율이 높고, 상온에서 작동이 가능하며 소형화 및 밀폐화가 가능하므로 무공해 자동차, 가정용 발전 시스템, 이동통신 장비의 휴대용 전원, 군사용 장비 등의 분야에 폭넓게 사용이 가능하다.The polymer electrolyte fuel cell is a clean energy source that can replace fossil energy, and has high power density and energy conversion efficiency, can be operated at room temperature, and can be miniaturized and encapsulated. It can be widely used in fields such as portable power supply and military equipment.

상기 고분자 전해질형 연료 전지는 에너지 밀도가 크다는 장점을 가지고 있으나, 수소 가스의 취급에 주의를 요하고 연료가스인 수소를 생산하기 위하여 메탄이나 메탄올 및 천연 가스 등을 개질하기 위한 연료 개질 장치 등의 부대 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.The polymer electrolyte fuel cell has an advantage of having a high energy density, but requires attention to handling hydrogen gas and a unit such as a fuel reformer for reforming methane, methanol, natural gas, etc. to produce hydrogen as fuel gas. There is a problem requiring equipment.

이에 반해 직접 산화형 연료 전지는 고분자 전해질형 연료 전지에 비해 에너지 밀도는 낮으나 액체 상태인 연료의 취급이 용이하고 운전 온도가 낮아, 상온에서 운전이 가능하며, 특히 연료 개질 장치를 필요하지 않는다는 특성에 기인하여, 소형 및 범용 이동용 전원으로서 적합한 시스템으로 인정되고 있다. 또한 단위 전지의 적층에 의한 스택 구성으로 다양한 범위의 출력을 낼 수 있는 장점을 갖고 있으며, 소형 리튬 전지에 비하여 4-10배의 에너지 밀도를 나타내기 때문에 새로운 휴대전원으로 주목받고 있다.In contrast, the direct oxidation fuel cell has a lower energy density than the polymer electrolyte fuel cell, but is easy to handle in a liquid state and has a low operating temperature, and thus can be operated at room temperature. As a result, it is recognized as a system suitable as a compact and general-purpose mobile power supply. In addition, the stack configuration by stacking unit cells has the advantage that can produce a wide range of output, it is attracting attention as a new portable power source because it shows an energy density of 4-10 times compared to a small lithium battery.

이러한 연료 전지 시스템에 있어서, 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly: MEA)와 세퍼레이터(Separator)(또는 바이폴라 플레이트(Bipolar Plate)라고도 함)로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수 십개로 적층된 구조를 가진다. 상기 막-전극 어셈블리는 수소 이온 전도성 고분자를 포함하는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 애노드 전극(일명, "연료극" 또는 "산화전극"이라 한다)과 캐소드 전극(일명, "공기극" 또는 "환원 전극"이라고 한다)이 접착된 구조를 가진다.In such fuel cell systems, the stack that substantially generates electricity may comprise several to several unit cells consisting of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator (also known as a bipolar plate). It has a structure stacked in dozens. The membrane-electrode assembly is called an anode electrode (also called "fuel electrode" or "oxide electrode") and a cathode electrode (also called "air electrode" or "reduction electrode") with a polymer electrolyte membrane including a hydrogen ion conductive polymer therebetween. Has a bonded structure.

본 발명의 목적은 수분 흡수력이 좋아 고온에서도 작동가능한 연료 전지용 전극을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an electrode for a fuel cell which has good moisture absorption and can operate at high temperatures.

본 발명의 다른 목적은 상기 막-전극 어셈블리를 간단하게 제조할 수 있는 연료 전지용 막-전극 어셈블리의 제조 방법을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a membrane-electrode assembly for a fuel cell, which can easily manufacture the membrane-electrode assembly.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.It is another object of the present invention to provide a fuel cell system comprising the membrane-electrode assembly.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 전극 기재 및 상기 전극 기재에 형성되고, 금속이 결합된 무기 이온 전도체 염, 바인더 및 촉매를 포함하는 촉매층을 포함하는 연료 전지용 전극을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides an electrode for a fuel cell comprising an electrode substrate and a catalyst layer formed on the electrode substrate and comprising an inorganic ion conductor salt, a binder, and a catalyst to which a metal is bound.

본 발명은 또한 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극 및 캐소드 전극 및 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막을 포함하며, 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 중 적어도 하나는 상기 구성을 갖는 전극인 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공한다.The invention also includes an anode electrode and a cathode electrode positioned opposite each other and a polymer electrolyte membrane positioned between the anode electrode and the cathode electrode, wherein at least one of the anode electrode and the cathode electrode is an electrode having the above configuration. Provide an electrode assembly.

본 발명은 또한 적어도 하나의 전기 발생부, 연료 공급부 및 산화제 공급부를 포함하는 연료 전지 시스템을 제공한다. 상기 전기 발생부는 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 생성시키는 역할을 한다. 상기 전기 발생부는 서로 대향하여 위치한 애노드 전극 및 캐소드 전극 및 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막을 포함하는 적어도 하나의 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터를 포함하며, 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 중 적어도 하나는 상기 구성을 갖는 전극이다. 상기 연료 공급부는 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 하며, 상기 산화제 공급부는 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 한다.The invention also provides a fuel cell system comprising at least one electricity generator, a fuel supply and an oxidant supply. The electricity generation unit serves to generate electricity through the oxidation reaction of the fuel and the reduction reaction of the oxidant. The electricity generation unit includes at least one membrane-electrode assembly and a separator including an anode electrode and a cathode electrode disposed to face each other, and a polymer electrolyte membrane positioned between the anode electrode and the cathode electrode, wherein the anode electrode and the cathode electrode At least one of the electrodes has the above configuration. The fuel supply unit serves to supply fuel to the electricity generation unit, and the oxidant supply unit serves to supply an oxidant to the electricity generation unit.

이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명은 수분 유지력이 우수한 연료 전지용 전극에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode for fuel cells having excellent water retention.

본 발명의 연료 전지용 전극은 전극 기재와, 이 전극 기재에 형성된 촉매층을 포함한다. 상기 촉매층은 금속과 무기 이온 전도체가 결합된 수분 흡수 물질 바인더 및 촉매를 포함한다. 상기 수분 흡수 물질은 수분 유지력이 우수하므로, 고온에서도 수분을 잘 유지할 수 있어, 고온에서도 연료 전지의 작동을 가능하게 할 수 있다. 일반적으로 연료 전지는 사용되는 고분자 전해질 막이 가습 조건 하에서 작동을 하기 때문에 온도가 올라가서 건조해지면 작동이 어려워지나, 본 발명의 전극은 수분 유지력이 우수하여 이 전극과 접촉해있는 고분자 전해질 막은 계속 가습 조건 상태를 유지할 수 있게 된다.The electrode for fuel cells of this invention contains an electrode base material and the catalyst layer formed in this electrode base material. The catalyst layer includes a water absorbent binder and a catalyst in which a metal and an inorganic ion conductor are combined. Since the moisture absorbing material has excellent moisture holding power, the moisture absorbing material can maintain moisture well even at a high temperature, thereby enabling operation of the fuel cell even at a high temperature. In general, the fuel cell is difficult to operate when the temperature rises to dry because the polymer electrolyte membrane used is operated under humidification conditions, but the electrode of the present invention has excellent moisture retention so that the polymer electrolyte membrane in contact with the electrode continues to be humidified. Will be able to maintain.

본 발명에 있어서, 상기 수분 흡수 물질에서 금속과 결합된 무기 이온 전도체로는 인텅스텐산(phosphotungstic acid), 규소텅스텐산(silicotungstic acid), 지르코늄 하이드로겐 포스페이트, α-Zr(Oa1PCHa2OH)a(Ob1PCb2Hb4SOb5H)b·nH2O(여기에서, a1, a2, a, b1, b2, b4, b5 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), γ-Zr(POa1)(Ha2POa3)a(HOb1PCb2Hb3SOb4H)b·nH2O(여기에서, a1, a2, a3, a, b1, b2, b3, b4 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), Zr(Oa1PCa2Ha3)aYb(여기에서, a1, a2, a3, a 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수임), Zr(Oa1PCHa2OH)aYb·nH2O(여기에서, a1, a2, a 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), α-Zr(Oa1PCa2Ha3SOa4H)a·nH2O(여기에서, a1, a2, a3, a4 및 a는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), α-Zr(Oa1POH)·H2O(여기에서, a1은 0 내지 14의 정수임), (P2O5)a(ZrO2)b(여기에서, a 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수임) 유리(glass) 및 P2O5-ZrO2-SiO2 유리로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 하나 이상의 혼합물이 바람직하다. In the present invention, the inorganic ion conductor coupled to the metal in the water absorbing material is phosphotungstic acid, silicon tungsten acid, zirconium hydrogen phosphate, α-Zr (O a1 PCH a2 OH) a (O b1 PC b2 H b4 SO b5 H) b nH 2 O (where a1, a2, a, b1, b2, b4, b5 and b are the same or independently of each other an integer from 0 to 14, n Is an integer from 0 to 50), γ-Zr (PO a1 ) (H a2 PO a3 ) a (HO b1 PC b2 H b3 SO b4 H) b nH 2 O (where a1, a2, a3, a, b1, b2, b3, b4 and b are the same or independently of each other an integer from 0 to 14, n is an integer from 0 to 50), Zr (O a1 PC a2 H a3 ) a Y b (where a1, a2 , a3, a and b are the same or independently from each other an integer from 0 to 14, Zr (O a1 PCH a2 OH) a Y b nH 2 O (where a1, a2, a and b are the same or independent of each other) a is an integer from 0 to 14, n is an integer of 0 to 50), α-Zr (O a1 PC a2 H a3 SO a4 H) a · nH 2 O (where a1, a2, a3, a4 and a are the same or independently from each other an integer from 0 to 14, n is an integer from 0 to 50), α-Zr (O a1 POH) .H 2 O (here Where a1 is an integer from 0 to 14, (P 2 O 5 ) a (ZrO 2 ) b , where a and b are the same or independently of each other an integer from 0 to 14, glass and P 2 O Preference is given to one or more mixtures selected from the group consisting of 5 -ZrO 2 -SiO 2 glass.

상기 금속으로는 1가 금속을 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로 Cs, Na 또는 K를 사용할 수 있다.As the metal, a monovalent metal may be used, and representative examples thereof may include Cs, Na, or K.

즉, 본 발명의 수분 흡수 물질은 상기 무기 이온 전도체에서 양성자 이온이 금속 이온으로 치환된 것이다. 즉, H+-무기 이온 전도체가 금속+-무기 이온 전도체 염으로 전환된 것이다. That is, the water absorbing material of the present invention is a proton ion is substituted with metal ions in the inorganic ion conductor. That is, the H + -inorganic ion conductor is converted to a metal + -inorganic ion conductor salt.

본 발명에서 가장 바람직한 수분 흡수 물질은 Cs-결합된 인텅스텐산 염이다.The most preferred water absorbing material in the present invention is the Cs-linked phosphotungstic acid salt.

본 발명의 전극에서, 상기 수분 흡수 물질의 함량은 상기 바인더 100 중량부에 대하여 3 내지 50 중량부가 바람직하다. 상기 수분 흡수 물질의 함량이 3 중량부 미만인 경우에는 성능의 차이가 나타나지 않고, 50 중량부를 초과하는 경우에는 수소 이온의 전달을 오히려 방해하여 바람직하지 않다.In the electrode of the present invention, the content of the moisture absorbing material is preferably 3 to 50 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder. When the content of the moisture absorbing material is less than 3 parts by weight, no difference in performance is observed, and when it exceeds 50 parts by weight, it is not preferable because it impedes the transfer of hydrogen ions.

상기 촉매로는 연료 전지의 반응에 참여하여, 촉매로 사용가능한 것은 어떠한 것도 사용할 수 있으며, 그 대표적인 예로 백금계 촉매를 사용할 수 있다. 상기 백금계 촉매로는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 또는 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Mo, W, Rh 및 Ru로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이 금속) 중에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 Pt, Pt/Ru, Pt/W, Pt/Ni, Pt/Sn, Pt/Mo, Pt/Pd, Pt/Fe, Pt/Cr, Pt/Co, Pt/Ru/W, Pt/Ru/Mo, Pt/Ru/V, Pt/Fe/Co, Pt/Ru/Rh/Ni 및 Pt/Ru/Sn/W으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.As the catalyst, any one that can be used as a catalyst may participate in the reaction of the fuel cell, and as a representative example, a platinum-based catalyst may be used. The platinum-based catalyst may be platinum, ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy or platinum-M alloy (M is Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, At least one catalyst selected from the group consisting of Cu, Zn, Sn, Mo, W, Rh and Ru). Specific examples include Pt, Pt / Ru, Pt / W, Pt / Ni, Pt / Sn, Pt / Mo, Pt / Pd, Pt / Fe, Pt / Cr, Pt / Co, Pt / Ru / W, Pt / Ru One or more selected from the group consisting of / Mo, Pt / Ru / V, Pt / Fe / Co, Pt / Ru / Rh / Ni, and Pt / Ru / Sn / W can be used.

또한, 상기 백금계 촉매를 담체에 담지시키거나 또는 담체에 담지시키지 않은 블랙(black) 형태로도 사용할 수 있음은 물론이다. 흑연, 덴카 블랙, 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버, 카본 나노 와이어, 카본 나노 볼 또는 활성 탄소 등의 탄소계 물질을 사용할 수도 있고, 또는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아 등의 무기물 미립자를 사용할 수도 있으나, 일반적으로 탄소계 물질이 사용되고 있다. 담체에 담지된 귀금속을 촉매로 사용하는 경우에는 상용화된 시판되는 것을 사용할 수도 있고, 또한 담체에 귀금속을 담지시켜 제조하여 사용할 수도 있다. 담체에 귀금속을 담지시키는 공정은 당해 분야에서 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하여도, 당해 분야에 종사하는 사람들에게 쉽게 이해될 수 있는 내용이다.In addition, the platinum-based catalyst may be used in a black form which is supported or not supported on a carrier. Carbon-based materials such as graphite, denka black, ketjen black, acetylene black, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanowires, carbon nanoballs or activated carbon may be used, or inorganic materials such as alumina, silica, zirconia, titania, etc. Although fine particles may be used, carbon-based materials are generally used. In the case of using the noble metal supported on the carrier as a catalyst, a commercially available commercially available product may be used, or the noble metal supported on the carrier may be prepared and used. Since the process of supporting the precious metal on the carrier is well known in the art, detailed descriptions thereof will be readily understood by those skilled in the art even if the detailed description is omitted.

또한, 상기 바인더로는 퍼플루오로설포네이트 등과 같은 플루오로계 고분자, 폴리아미드계 고분자, 폴리에테르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤게 고분자 또는 폴리페닐퀴녹살린계 고분자 등과 같은 수소 이온 전도성 고분자를 1종 이상 사용할 수 있다. 상기 수소 이온 전도성 고분자는 측쇄 말단의 이온 교환기에서 H를 Na, K, Li, Cs 또는 테트라부틸암모늄으로 치환할 수도 있다. 측쇄 말단의 이온 교환기에서 H를 Na으로 치환하는 경우에는 촉매 조성물 제조시 NaOH를, 테트라부틸암모늄으로 치환하는 경우에는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드를 사용하여 치환하며, K, Li 또는 Cs도 적절한 화합물을 사용하여 치환할 수 있다. 이 치환 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.The binder may be a fluoro-based polymer such as perfluorosulfonate, a polyamide-based polymer, a polyether-based polymer, a benzimidazole-based polymer, a polyimide-based polymer, a polyetherimide-based polymer, or a polyphenylene sulfide-based polymer. At least one hydrogen ion conductive polymer such as a polymer, a polysulfone polymer, a polyether sulfone polymer, a polyether ketone polymer, a polyether ether ketone crab polymer or a polyphenylquinoxaline polymer may be used. The hydrogen ion conductive polymer may replace H with Na, K, Li, Cs or tetrabutylammonium in an ion exchange group at the side chain end. In case of replacing H with Na in the side chain terminal ion exchanger, NaOH is substituted for the preparation of the catalyst composition, and tetrabutylammonium hydroxide is substituted for tetrabutylammonium, and K, Li or Cs may be substituted with appropriate compounds. It can be substituted using. Since this substitution method is well known in the art, detailed description thereof will be omitted.

상기 바인더는 단일물 또는 혼합물 형태로 사용가능하며, 또한 선택적으로 고분자 전해질 막과의 접착력을 보다 향상시킬 목적으로 비전도성 고분자와 함께 사용될 수도 있다. 그 사용량은 사용 목적에 적합하도록 조절하여 사용하는 것이 바람직하다.The binder may be used in the form of a single substance or a mixture, and may also be optionally used with a nonconductive polymer for the purpose of further improving adhesion to the polymer electrolyte membrane. It is preferable to adjust the usage-amount so that it may be suitable for a purpose of use.

상기 비전도성 고분자로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체 에틸렌/테트라플루오로에틸렌(ethylene/tetrafluoroethylene), 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 및 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌의 코폴리머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.The non-conductive polymer may be polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoro alkyl vinyl ether copolymer ethylene / tetrafluoroethylene, chloro At least one selected from the group consisting of a trifluoroethylene-ethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, and a copolymer of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene can be used.

아울러, 상기 전극 기재는 전극을 지지하는 역할을 하면서 촉매층으로 연료 및 산화제를 확산시켜 촉매층으로 연료 및 산화제가 쉽게 접근할 수 있는 역할을 한다. 상기 전극 기재로는 도전성 기재를 사용하며 그 대표적인 예로 탄소 페이퍼(carbon paper), 탄소 천(carbon cloth), 탄소 펠트(carbon felt) 또는 금속천(섬유 상태의 금속천으로 구성된 다공성의 필름 또는 고분자 섬유로 형성된 천의 표면에 금속 필름이 형성된 것을 말함)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. In addition, the electrode substrate plays a role of supporting the electrode and diffuses the fuel and the oxidant into the catalyst layer to play the role of fuel and oxidant easily accessible to the catalyst layer. The electrode substrate is a conductive substrate, and representative examples thereof include carbon paper, carbon cloth, carbon felt, or metal cloth (porous film or polymer fiber composed of metal cloth in a fibrous state). The metal film is formed on the surface of the cloth formed with)) may be used, but is not limited thereto.

또한 상기 전극 기재는 불소 계열 수지로 발수 처리한 것을 사용하는 것이 연료 전지의 구동시 발생되는 물에 의하여 반응물 확산 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있어 바람직하다. 상기 불소 계열 수지로는 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리테트라플루오로에틸렌, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(fluorinated ethylene propylene), 폴리클로로트리플루오로에틸렌(polychlorotrifluoroethylene), 플루오로에틸렌 폴리머 등이 사용될 수 있다. In addition, it is preferable to use a water-repellent treatment with a fluorine-based resin as the electrode base material because it can prevent the reactant diffusion efficiency from being lowered by water generated when the fuel cell is driven. As the fluorine-based resin, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated ethylene propylene, polychlorotrifluoroethylene, fluoroethylene polymer, or the like may be used.

또한, 상기 전극 기재에서의 반응물 확산 효과를 증진시키기 위한 미세 기공층(microporous layer)을 더욱 포함할 수도 있다. 이 미세 기공층은 일반적으로 입경이 작은 도전성 분말, 예를 들어 탄소 분말, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 활성 탄소, 카본 파이버, 플러렌(fullerene), 카본 나노 튜브, 카본 나노 와이어, 카본 나노 혼(carbon nano-horn) 또는 카본 나노 링(carbon nano ring)을 포함할 수 있다. In addition, a microporous layer may be further included to enhance the reactant diffusion effect in the electrode substrate. These microporous layers are generally conductive powders having a small particle diameter, such as carbon powder, carbon black, acetylene black, activated carbon, carbon fiber, fullerene, carbon nanotubes, carbon nanowires, and carbon nanohorns. -horn or carbon nano ring.

상기 미세 기공층은 도전성 분말, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 조성물을 상기 전극 기재에 코팅하여 제조된다. 상기 바인더 수지로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스아세테이트 등이 바람직하게 사용될 수 있고, 상기 용매로는 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, 부틸알코올 등과 같은 알코올, 물, 디메틸아세트아마이드, 디메틸설폭사이드, N-메틸피롤리돈 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 코팅 공정은 조성물의 점성에 따라 스크린 프린팅법, 스프레이 코팅법 또는 닥터 블레이드를 이용한 코팅법 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The microporous layer is prepared by coating a composition comprising a conductive powder, a binder resin and a solvent on the electrode substrate. As the binder resin, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, cellulose acetate, and the like may be preferably used. The solvent may be ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, butyl alcohol, or the like. Alcohol, water, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, N-methylpyrrolidone and the like can be preferably used. The coating process may be screen printing, spray coating, or coating using a doctor blade according to the viscosity of the composition, but is not limited thereto.

상기 구성을 갖는 본 발명의 막-전극 어셈블리는 전기 발생부에서 사용되며, 이를 포함하는 본 발명의 연료 전지 시스템은 적어도 하나의 전기 발생부, 연료 공급부 및 산화제 공급부를 포함한다.The membrane-electrode assembly of the present invention having the above configuration is used in an electricity generating unit, and the fuel cell system of the present invention including the same includes at least one electricity generating unit, a fuel supply unit, and an oxidant supply unit.

상기 전기 발생부는 본 발명의 막-전극 어셈블리를 포함하며, 또한 세퍼레이 터(바이폴라 플레이트라고도 함)를 포함한다. 상기 전기 발생부는 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 발생시키는 역할을 한다.The electricity generator includes the membrane-electrode assembly of the present invention and also includes a separator (also called a bipolar plate). The electricity generation unit serves to generate electricity through the oxidation reaction of the fuel and the reduction reaction of the oxidant.

상기 연료 공급부는 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 하며, 상기 산화제 공급부는 산소 또는 공기와 같은 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 한다. 본 발명에서 연료로는 기체 또는 액체 상태의 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 천연 가스와 같은 탄화수소 연료를 의미한다. 물론, 수소를 사용할 수도 있다.The fuel supply unit serves to supply fuel to the electricity generation unit, and the oxidant supply unit serves to supply an oxidant such as oxygen or air to the electricity generation unit. In the present invention, the fuel refers to a hydrocarbon fuel such as methanol, ethanol, propanol, butanol, and natural gas in a gas or liquid state. Of course, hydrogen can also be used.

본 발명의 연료 전지 시스템의 개략적인 구조를 도 1에 나타내었으며, 이를 참조로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 1에 나타낸 구조는 연료 및 산화제를 펌프를 사용하여 전기 발생부로 공급하는 시스템을 나타내었으나, 본 발명의 연료 전지 시스템이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 펌프를 사용하지 않는 확산 방식을 이용하는 연료 전지 시스템 구조에 사용할 수도 있음은 당연한 일이다.A schematic structure of the fuel cell system of the present invention is shown in FIG. 1, which will be described in more detail with reference to the following. Although the structure shown in FIG. 1 shows a system for supplying fuel and oxidant to an electric generator using a pump, the fuel cell system of the present invention is not limited to such a structure, and a fuel cell using a diffusion method without using a pump is shown. Of course, it can also be used for system architecture.

본 발명의 연료 전지 시스템(1)은 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부(3)와, 상기한 연료를 공급하는 연료 공급부(5)와, 산화제를 상기 전기 발생부(3)로 공급하는 산화제 공급부(7)를 포함하여 구성된다.The fuel cell system 1 of the present invention includes at least one electricity generation unit 3 for generating electrical energy through an oxidation reaction of a fuel and a reduction reaction of an oxidant, a fuel supply unit 5 for supplying the fuel, And an oxidant supply unit 7 for supplying an oxidant to the electricity generation unit 3.

또한 상기 연료를 공급하는 연료 공급부(5)는 연료를 저장하는 연료 탱크(9), 연료 탱크(9)에 연결 설치되는 연료 펌프(11)를 구비할 수 있다. 상기한 연료 펌프(11)는 소정의 펌핑력에 의해 연료 탱크(9)에 저장된 연료를 배출시키는 기능을 하게 된다.In addition, the fuel supply unit 5 for supplying the fuel may include a fuel tank 9 storing fuel and a fuel pump 11 connected to the fuel tank 9. The fuel pump 11 serves to discharge the fuel stored in the fuel tank 9 by a predetermined pumping force.

상기 전기 발생부(3)로 산화제를 공급하는 산화제 공급부(7)는 소정의 펌핑력으로 산화제를 흡입하는 적어도 하나의 산화제 펌프(13)를 구비한다.The oxidant supply unit 7 for supplying the oxidant to the electricity generating unit 3 includes at least one oxidant pump 13 for sucking the oxidant with a predetermined pumping force.

상기 전기 발생부(3)는 연료와 산화제를 산화 및 환원 반응시키는 막-전극 어셈블리(17)와 이 막-전극 어셈블리의 양측에 연료와 산화제를 공급하기 위한 세퍼레이터(19,19')로 구성되며, 이러한 전기 발생부(17)가 적어도 하나 모여 스택(15)을 구성한다. The electricity generator 3 is composed of a membrane-electrode assembly 17 for oxidizing and reducing a fuel and an oxidant, and a separator 19 and 19 'for supplying fuel and an oxidant to both sides of the membrane-electrode assembly. At least one of these electricity generating units 17 constitutes a stack 15.

이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.

(실시예 1)(Example 1)

5.0g의 Pt-Ru 블랙(Johnson Matthey, HiSpec 6000) 애노드 촉매, 10.0g의 10 중량% 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.) 바인더 및 0.1g의 Cs+-인텅스텐산을 혼합하여 애노드 전극용 촉매 조성물을 제조하였다.5.0 g of Pt-Ru black (Johnson Matthey, HiSpec 6000) anode catalyst, 10.0 g of 10 wt.% Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) binder and 0.1 g of Cs + -phosphotungstic acid To prepare a catalyst composition for the anode electrode.

5.0g의 Pt 블랙(Johnson Matthey, HiSpec 100) 캐소드 촉매, 10.0g의 10 중량% 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.) 바인더 및 0.1g의 Cs+-인텅스텐산을 혼합하여 캐소드 전극용 촉매 조성물을 제조하였다. 5.0 g of Pt black (Johnson Matthey, HiSpec 100) cathode catalyst, 10.0 g of 10 wt.% Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) binder and 0.1 g of Cs + -phosphotungstic acid To prepare a catalyst composition for the cathode electrode.

상기 애노드 전극용 촉매 조성물 및 캐소드 전극용 촉매 조성물을 탄소지에 도포하여 애노드 전극 및 캐소드 전극을 각각 제조하였다.The anode electrode catalyst composition and the cathode electrode catalyst composition were coated on carbon paper to prepare an anode electrode and a cathode electrode, respectively.

제조된 애노드 전극 및 캐소드 전극과 상업용 Nafion 115(퍼플루오로설폰산) 고분자 전해질 막을 이용하여 막-전극 어셈블리를 제조하였다.A membrane-electrode assembly was prepared using the prepared anode and cathode electrodes and a commercial Nafion 115 (perfluorosulfonic acid) polymer electrolyte membrane.

(비교예 1)(Comparative Example 1)

애노드 전극용 촉매 조성물 및 캐소드 전극용 촉매 조성물에 Cs+-인텅스텐산을 첨가하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 단위 전지를 제조하였다.A unit cell was prepared in the same manner as in Example 1, except that Cs + -phosphotungstic acid was not added to the catalyst composition for the anode electrode and the catalyst composition for the cathode electrode.

상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 막-전극 어셈블리의 고온에서의 수분 흡수력을 측정한 결과 실시예 1이 비교예 1에 비하여 월등히 우수하였으며 따라서, 실시예 1의 전지는 고온에서도 작동이 가능함을 알 수 있었다.As a result of measuring moisture absorption at high temperatures of the membrane-electrode assembly prepared according to Example 1 and Comparative Example 1, Example 1 was much better than Comparative Example 1, and therefore, the battery of Example 1 was not operated at high temperature. It was possible to find out.

상술한 바와 같이, 본 발명의 연료 전지용 막-전극 어셈블리는 고온에서도 수분 흡수력이 우수하므로, 고온 조건에서도 작동이 가능한 연료 전지를 제공할 수 있다.As described above, the membrane-electrode assembly for a fuel cell of the present invention is excellent in water absorption even at high temperatures, and thus it is possible to provide a fuel cell that can operate even at high temperatures.

Claims (17)

전극 기재; 및Electrode substrates; And 상기 전극 기재에 형성되고, 금속 및 무기 이온 전도체가 결합된 수분 흡수 물질, 바인더 및 촉매를 함하는 촉매층A catalyst layer formed on the electrode substrate and containing a moisture absorbing material, a binder, and a catalyst, to which a metal and an inorganic ion conductor are combined. 을 포함하는 연료 전지용 전극.Electrode for a fuel cell comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 무기 이온 전도체는The inorganic ion conductor is 인텅스텐산(phosphotungstic acid), 규소텅스텐산(silicotungstic acid), 지르코늄 하이드로겐 포스페이트, α-Zr(Oa1PCHa2OH)a(Ob1PCb2Hb4SOb5H)b·nH2O(여기에서, a1, a2, a, b1, b2, b4, b5 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), γ-Zr(POa1)(Ha2POa3)a(HOb1PCb2Hb3SOb4H)b·nH2O(여기에서, a1, a2, a3, a, b1, b2, b3, b4 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), Zr(Oa1PCa2Ha3)aYb(여기에서, a1, a2, a3, a 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수임), Zr(Oa1PCHa2OH)aYb·nH2O(여기에서, a1, a2, a 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), α-Zr(Oa1PCa2Ha3SOa4H)a·nH2O(여기에서, a1, a2, a3, a4 및 a는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수이고, n은 0 내지 50의 정수임), α-Zr(Oa1POH)·H2O(여기에서, a1은 0 내지 14의 정수임), (P2O5)a(ZrO2)b(여기에서, a 및 b는 동일하거나 서로 독립적으로 0 내지 14의 정수임) 유리(glass) 및 P2O5-ZrO2-SiO2 유리로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 하나 이상의 혼합물인 무기 이온 전도체의 염인 연료 전지용 전극.Phosphotungstic acid, silicon tungstic acid, zirconium hydrogen phosphate, α-Zr (O a1 PCH a2 OH) a (O b1 PC b2 H b4 SO b5 H) b nH 2 O (here In, a1, a2, a, b1, b2, b4, b5 and b are the same or independently of each other an integer from 0 to 14, n is an integer from 0 to 50), γ-Zr (PO a1 ) (H a2 PO a3 ) a (HO b1 PC b2 H b3 SO b4 H) b nH 2 O (where a1, a2, a3, a, b1, b2, b3, b4 and b are the same or independently of each other 0 to 14 An integer, n is an integer from 0 to 50), Zr (O a1 PC a2 H a3 ) a Y b , where a1, a2, a3, a and b are the same or independently of each other an integer from 0 to 14, Zr (O a1 PCH a2 OH) a Y b nH 2 O (where a1, a2, a and b are the same or independently of each other an integer from 0 to 14, n is an integer from 0 to 50), α- Zr (O a1 PC a2 H a3 SO a4 H) a nH 2 O (where a1, a2, a3, a4 and a are the same or independently of each other an integer from 0 to 14 , n is an integer from 0 to 50, α-Zr (O a1 POH) .H 2 O (where a1 is an integer from 0 to 14), (P 2 O 5 ) a (ZrO 2 ) b (here a and b are the same or independently of each other an integer from 0 to 14) a fuel that is a salt of an inorganic ion conductor, one or more mixtures selected from the group consisting of glass and P 2 O 5 -ZrO 2 -SiO 2 glass Battery electrode. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 무기 이온 전도체는 인텅스텐산인 연료 전지용 전극.The inorganic ion conductor is a tungsten acid electrode for a fuel cell. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 금속은 1가 금속인 연료 전지용 전극.The metal is a monovalent metal electrode for a fuel cell. 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 금속은 Cs, Na 및 K로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연료 전지용 전극.The metal is a fuel cell electrode is selected from the group consisting of Cs, Na and K. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수분 흡수 물질은 Cs가 결합된 인텅스텐산 염인 연료 전지용 전극.The water absorbing material is a fuel cell electrode of the phosphorus tungstic acid salt combined with Cs. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 수분 흡수 물질의 함량은 상기 바인더 100 중량부에 대하여 10 내지 90 중량부인 연료 전지용 전극.The content of the moisture absorbing material is a fuel cell electrode of 10 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 촉매는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 또는 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Mo, W, Rh 및 Ru로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 전이 금속) 중에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 포함하는 것인 연료 전지용 전극.The catalyst is platinum, ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy or platinum-M alloy (M is Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn , Sn, Mo, W, Rh and Ru, at least one transition metal selected from the group consisting of; and a fuel cell electrode comprising at least one catalyst selected from. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 바인더는 플루오로계 고분자, 폴리아미드계 고분자, 폴리에테르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤게 고분자 및 폴리페닐퀴녹살린계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종이상의 수소 이온 전도성 고분자인 연료 전지용 전극.The binder may be a fluoropolymer, a polyamide polymer, a polyether polymer, a benzimidazole polymer, a polyimide polymer, a polyetherimide polymer, a polyphenylene sulfide polymer, a polysulfone polymer, or a polyether sulfonate. An electrode for a fuel cell, which is at least one hydrogen ion conductive polymer selected from the group consisting of a phone polymer, a polyether ketone polymer, a polyether ether ketone crab polymer, and a polyphenylquinoxaline polymer. 제9항에 있어서, The method of claim 9, 상기 바인더는 비전도성 고분자를 더욱 포함하는 것인 연료 전지용 전극.The binder is a fuel cell electrode that further comprises a non-conductive polymer. 제10항에 있어서, The method of claim 10, 상기 비전도성 고분자는 폴리테트라플루오로에틸렌, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌-퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체 에틸렌/테트라플루오로에틸렌(ethylene/tetrafluoroethylene), 클로로트리플루오로에틸렌-에틸렌 공중합체, 폴리비닐리덴플루오라이드, 및폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌의 코폴리머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 연료 전지용 전극.The non-conductive polymer is polytetrafluoroethylene, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, tetrafluoroethylene-perfluoro alkyl vinyl ether copolymer ethylene / tetrafluoroethylene, chlorotri An electrode for a fuel cell, which is at least one selected from the group consisting of a fluoroethylene-ethylene copolymer, a polyvinylidene fluoride, and a copolymer of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene. 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극 및 캐소드 전극; 및An anode electrode and a cathode electrode located opposite each other; And 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막A polymer electrolyte membrane positioned between the anode electrode and the cathode electrode 을 포함하며,Including; 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 중 적어도 하나는 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전극인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.12. A membrane-electrode assembly for a fuel cell, wherein at least one of the anode electrode and the cathode electrode is the electrode of any one of claims 1-11. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 고분자 전해질 막은 측쇄에 설폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 양이온 교환기를 갖고 있는 고분자 수지인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The polymer electrolyte membrane is a fuel cell membrane-electrode assembly which is a polymer resin having a cation exchange group selected from the group consisting of sulfonic acid group, carboxylic acid group, phosphoric acid group, phosphonic acid group and derivatives thereof in the side chain. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 고분자 수지는 플루오로계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌설파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤게 고분자 및 폴리페닐퀴녹살린계 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 것인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The polymer resin may be a fluoropolymer, a benzimidazole polymer, a polyimide polymer, a polyetherimide polymer, a polyphenylene sulfide polymer, a polysulfone polymer, a polyether sulfone polymer, a polyether ketone polymer, The membrane-electrode assembly for a fuel cell, which is selected from the group consisting of a polyether-etherketone crab polymer and a polyphenylquinoxaline-based polymer. 제13항에 있어서, The method of claim 13, 상기 고분자 전해질 막은 양이온 교환기의 H가 Na, K, Li, Cs 및 테트라부틸암모늄으로 이루어진 군에서 선택되는 것으로 치환된 것인 연료 전지용 막-전극 어셈블리.The polymer electrolyte membrane is a fuel cell membrane-electrode assembly in which the H of the cation exchanger is substituted with one selected from the group consisting of Na, K, Li, Cs and tetrabutylammonium. 서로 대향하여 위치한 애노드 전극 및 캐소드 전극 및 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막을 포함하는 적어도 하나의 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터를 포함하며, 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 생성시키는 적어도 하나의 전기 발생부;At least one membrane-electrode assembly and a separator including an anode electrode and a cathode electrode positioned opposite to each other, and a polymer electrolyte membrane positioned between the anode electrode and the cathode electrode, and including an oxidation reaction of a fuel and a reduction reaction of an oxidant. At least one electricity generating unit generating electricity; 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 연료 공급부; 및 A fuel supply unit supplying fuel to the electricity generation unit; And 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 산화제 공급부를 포함하고,An oxidant supply unit for supplying an oxidant to the electricity generation unit, 상기 애노드 전극 및 캐소드 전극 중 적어도 하나는 At least one of the anode electrode and the cathode electrode 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항의 전극인 The electrode according to any one of claims 1 to 11 연료 전지 시스템.Fuel cell system. 제16항에 있어서,The method of claim 16, 상기 연료 전지 시스템은 직접 산화형 연료 전지 시스템인 연료 전지 시스템. The fuel cell system is a direct oxidation fuel cell system.
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