KR20080045084A - 멤브레인 전극 어셈블리 - Google Patents

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KR20080045084A
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flexible
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도날드 제임스 하이게이트
조나단 앤소니 로이드
시몬 본
라첼 루이스 스미스
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아이티엠 파워(리서치) 엘티디.
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Abstract

유연한 멤브레인 전극 어셈블리는 전극, 촉매 및 이오노머성 멤브레인 재료의 필수 어셈블리를 포함한다.

Description

멤브레인 전극 어셈블리{MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLIES}
본 발명은 멤브레인 전극 어셈블리에 관한 것이다.
특히, 고체 폴리머 연료 전지들 및 전해조(electrolysers)들을 포함하는 전기화학적 전지들은 통상적으로, 전지 스택(stack) 내의 개별 전지들을 분리하기 위한 단단한 금속 또는 그래파이트 양극(bipolar) 판들, 및 연료를 공급하는 단단한 다기관(manifold) 구조들 내에 포함된 멤브레인 전극 어셈블리(MEA, Membrane Electrode Assembly)로 구성된다.
게다가, 상기 개별 멤브레인 전극 어셈블리 들은 보통, 상기 촉매가 열가소성 멤브레인(산업 표준 재료인 나피온(Nafion))의 표면으로 프레스되고, 상기 도전 전극들이 상기 촉매 코팅 상으로 프레스 되도록 구성된다. 상기 전극은 속박하는 다기관 또는 양극 판 구조에 의해 상기 멤브레인 전극 어셈블리 전체 면적에 걸쳐 인가된 압력에 의해 접촉된 상태로 유지된다.
이러한 종래 구조는 역사적으로 '필터 프레스(filter press)' 프로세스로부터 생긴 것이며 효율적이다; 그러나, 종래 구조는 단단하고 나쁜 진동 저항(vibration-resistance)을 가지며, 양호한 충격 저항 또는 기계적 유동성을 갖는 경량 전지 생산에 별로 적합하지 않다.
WO 03/023890는 낮은 중량이며 유연한 진동 저항적인 구성의 전기화학적 전지들, 특히 연료 전지들 및 전해조들을 전달할 수 있는 전체 전지 스택들 및 멤브레인 전극 어셈블리들을 제작하는 것을 기술한다.
본 발명의 제1 측면에 따르면, 유연한 멤브레인 전극 어셈블리는 전극, 촉매 및 이오노머성 멤브레인 재료의 필수(integral) 어셈블리를 포함한다.
본 발명의 제2 측면에 따르면, 유연한 멤브레인 전극 어셈블리를 제작하는 방법은, 모노머 또는 프리폴리머 형태의 이오노머를 촉매 및 전극에 가하는 단계, 및 원위치에(in situ.) 상기 모노머 또는 프리폴리머를 중합하는 단계를 포함한다.
본 발명은 다음의 첨부된 도면들을 참고로 하여 설명될 것이다.
도 1은 내부 반응물 유체(가스 또는 액체)에 의해 촉매/전극 구조에 압력이 인가되는 유연한 연료 전지를 나타낸 것이다.
도 2는 다중 챔버 삽입 몰드 또는 접합 구조 연료 전지를 나타낸 것이다.
도 3은 본질적으로 유연한 멤브레인 전극 어셈블리를 나타낸 것이다.
도 4는 단단한 전지들의 연결된 스택의 예를 나타낸 것이다.
본 발명의 실시예는:
(A) 일부 외부 구조에 의해 인가된 압력을 인가하거나 유지할 필요 없이, 탄력적으로 또는 탄성적으로 유연할 수 있는, 본질적으로 유연한 단일 전지.
(B) 개별 전지들 자체가 유연하나 상기 스택의 디자인이 개별 전지들 내의 고유한 유연성의 정도를 변경할 수 있는, 본질적으로 유연한 전지 스택.
(C) 개별적으로 유연하지 않은 전지들의 모자이크로 구성된 유연한 스택, 즉 연결된 스택; 모든 유연성은 전지간(inter-cell) 접속 및 상기 스택의 디자인에 의해 부가된 것이다.
(D) 상기 (A)에 대해 요구되는 조건의 일부 또는 전부를 충족하지 않는 멤브레인 전극 어셈블리들로 구성된 유연한 전지 또는 스택: 특히, 함께 고정된 멤브레인 전극 어셈블리들, 및 유연성을 유지하면서 외부 압력의 부가를 허용하는 외부 구조에 의해 인가된 전기적 접촉을 유지하는 데 필요한 압력. 그러한 구조는 도 1에 오직 설명의 목적으로 도시되어 있다.
모든 경우에 있어서, 상기 용어 '유연한(flexible)'은, 변형될 수 있고, 다시 형태를 가질 때까지 상기 새 변형된 상태에 있는(즉, 상기 변형된 형태를 유지하기 위해 외부에서 인가된 힘을 필요로 하지 않음) 구조; 또는, 그 원래의 형태를 되찾기 위해 통상적으로 시도하고 상기 새로운 또는 변형된 조건에서 유지될 필요가 있는 구조에, 적용될 수 있다.
'유연한'은 원래부터 유연한 전지 스택 또는 전지를 의미하기 위해 취해지며, 유연성의 정도는, 주어진 반경으로 굽으며, 동작의 효율을 심각하게 손상시킴이 없이 원래의 평평한 형태로 돌아오는, 상기 구조(처음에는 평평함)의 능력에 의해 나타내진다. 상기 정의는 표시적이다; 명확하게 인가될 수 없어서, 예를 들어, 도 3에 도시된 형태로 다중 전지 스택 구조들을 복잡하게 한다; 이는 하나의 예로서 상기 멤브레인 전극 어셈블리들에 걸쳐 굴곡부에서 또는 (습곡부(folds)를 따라) 연장부에서 다른 특성을 갖는 바람직한 '와플(waffle)' 형태이다.
바람직한 실시예에서, 상기 멤브레인 전극 어셈블리는, 100cm 직경을 갖는 실린더의 표면과 연속적인 접촉을 유지하면서, 상기 실린더의 표면을 따라 구부려질 수 있다.
또 바람직한 실시예에서, 상기 멤브레인 전극 어셈블리는 2차원으로 유연하며, 100cm 직경의 구의 표면과 연속적인 접촉을 유지하면서 상기 구를 따라 구부려질 수 있다.
연료 전지 스택에서, 유연성은 하나에 직접적으로만 적용될 수 있다; 상기 장치는 다른 방향에서 상대적으로 경직(stiff)될 수 있으며, 예를 들어, 그것은 폴드된 또는 "콘서티나(concertina)" 스택 디자인일 수 있다.
유연성이 달성될 수 있는 조건들은 다음을 포함한다:
(i) 상기 전극(금속, 탄소 섬유 또는 폴리머이든)을 상기 이오노머 표면 내로 또는 표면상으로 결합하는 단계; 이는, 전극이 원위치의 중합(in-situ. polymerisation)에 의해 상기 이오노머 표면으로 통합되는, WO 03/023890의 프로세스를 이용하여 쉽게 달성된다. 이는 또한 이온적으로 활성인 접착제를 이용하여 달성될 수 있다.
(ii) 촉매의 상기 이오노머 표면 내로 또는 표면상으로, 및 가능하게는 상기 전극 표면으로의 결합
(iii) 상기 다기관 또는 다른 외부 구조들로의 접속을 돕고, 전자적으로 및 이온적으로 인접 전지들로부터 하나의 전지를 전기적으로 격리시키기 위해, 상기 이오노머의 상기 비이온적 구조로의 부착(그러나, 확장 변형들을 매칭시키기 위해 가능하게는 미리 스트레스 받거나 및/또는 가능하게는 친수성인). 이는 적합한 접착제의 이용에 의해 달성될 수 있으나, GB 1463301에 기술된 바와 같이, 상호 침투 네트워크(IPN, InterPenetrated Network) 폴리머 시스템을 이용하는 것이 바람직하다.
(iv) 상기 멤브레인 전극 어셈블리 구조의 나머지에 대해 형성되거나 또는 미리 형성되고 결합된 일부 다른 변형가능한 재료 또는 (WO 03/023890에 개시된 바와 같이) 상기 이오노머를 이용한 유동적인 다기관들의 구성.
본 발명의 중요한 실시예는, 본래부터 유연한 전지들을 제작함에 있어서, 각각이 상기 전자화학적 프로세스 내에서 요구되는 역할을 할 수 있으나 하나의 기계적 구조를 남기고 기계적 왜곡, 진동 또는 임팩트에 대한 양호한 허용오차를 나타내도록, 효율적으로 하나의 기계적 구조 내에 특성들의 농축을 생성하는 것에 관한 것이다.
비이온적으로 및 비전자적으로 도전성인 특정 플라스틱 재료들은 IPN 인터페이스를 형성하기 위해 적합한 모노머들에 의해 선택적으로 침투될 수 있다. 예를 들어, 트로가미드(trogamid) CX는, 트로가미드 T가 상당히 침투되는 데 반하여, 비닐 피롤리돈(vinyl pyrrolidone)에 의한 침투에 거의 면역적이다. 이들 침투는 이오노머를 형성하기 위해 필수적인 상기 부가적 이온성 재료에 의해 통상적으로 방해되지 않는다. 그러나, 일부 경우에 있어서, 세 단계 결합(이온성 모노머, 비이 온성 인터페이스, 폴리아미드)을 형성하며, 이온성 멤브레인 및 폴리아미드 프레임 사이의 비이온성 인터페이스를 형성하는 것이 바람직할 수 있다. 유사하게는, 금속 망으로부터 도전성 탄소 섬유까지 다양한 전극 재료들이 합성물로서 상기 중합 이온성 모노머들에 결합될 것이 발견되었다.
트로가미드 CX 80% 및 트로가미드 T 20%의 혼합을 선택하는 것은, 30분의 적절한 시간을 허용한 후에, 상기 비이온성 모노머 시스템이 0.5mm의 깊이로 침투할 수 있었던 폴리아미드를 제공한다. 중합시, 이는 IPN 조인트를 형성한다. 상기 비이온성 모노머 내에 구멍이 절단되고 상기 이오노머 혼합물이 거기에 중합되는 때, 추가 IPN이 형성된다. 결과적인 성분은 상기 이오노머 멤브레인의 대부분에서 여전히 이온적으로 도전성인 상기 폴리아미드의 대부분상에서 전자적으로 및 이온적으로 격리된다. 상기 IPN 영역들 때문에, 상기 이오노머, 비이온성 영역 및 상기 폴리아미드 사이에 특성들의 등급화가 존재한다. 상기 기술은 멤브레인에 통합적인 서포트 포스트 또는 멤브레인으로의 경계들 모두 또는 일부를 생성하도록 이용될 수 있다.
바람직한 실시예에서, 상기 멤브레인 전극 어셈블리의 전기적 에지를 정의하는, 전기적으로 절연적인 에지 영역 또는 주변 (프레임)은 또한 액체 밀봉 및 기계적 지지를 제공하며, 개별적 멤브레인 전극 어셈블리들이 스택으로 결합되는 것을 허용한다. 상기 프레임은 (상기 IPN 영역을 거쳐) 상기 이오노머에 결합되어야만 하며, 이는, 상기 이오노머가 (이용중이거나 어셈블리되는 동안) 중합에 따른 수화 또는 탈수의 결과 팽창하거나 수축되는 경우, 어려움을 나타낼 수 있다. 상기 프 레임은, 수화(친수성 재료들로 잘 알려진 바와 같이)에 의해 활성화될 수 있는 때, 미리 스트레스 받을 수 있다(만약 크로스링크된 폴리머로부터 형성된 것이라면). 다르게는, 열가소성인 경우 열 또는 압력에 의해 연장될 수 있고 형태가 새로 취해질 수 있다. 어느 방법에 의해서도, 전지로서의 동작 중에 내부 멤브레인 스트레스를 최소화하기 위해, 상기 수화된 멤브레인으로 상기 프레임의 차원 및 기계적 특성을 매치하는 것이 가능하다. 상기 프레임은 완전한 수화에 있어서 상기 이오노머의 특성 또는 차원에 반드시 매치될 필요는 없다.
본 발명의 제2 측면은, 유연한 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리를 제작하는 방법을 포함한다. 바람직한 실시예에서, 상기 전극 재료, 예를 들어 엮여진 금속 망(woven metal mesh) 또는 탄소 섬유 망이, 모노머 또는 프리폴리머 형태의 상기 이오노머의 도입 이전에 몰드 내에 배치된다. 상기 중합 프로세스는 상기 망을 상기 '멤브레인'의 외부 레이어로 통합하며, 전기적 접촉 또는 기계적 통합을 유지하기 위한 어떤 외부적으로 인가되는 힘의 필요도 제거한다.
상기 촉매는 유사한 프로세스에 의해 상기 멤브레인 표면으로 통합될 수 있으며, 또는 상기 전극 망의 표면으로 인가될 수 있다; 어느 프로세스도 효율적이며, 외부적으로 인가되는 압력의 필요성을 회피한다.
결과적인 구조는 망/이오노머/망 합성물로 구성되며, 상기 복잡한 구조의 유연성은 특히 상기 망의 신장 특성 및 상기 이오노머의 탄성적 특성에 의존적일 것이다. 유연성을 최대화하기 위해, 상기 이오노머는 가능한한 두껍고(양호한 이온성 특성과 일관되며) 탄성적이어야 하는 한편, 상기 망은 엮어지기 전에 추가적으 로 '주름잡히는(crimped)' 것이 가능한, 탄성적 섬유들 또는 연장불가한 섬유들로 형성되어야만 하여, 최종 망은 상기 '주름잡힘' 및 엮임의 결과 자체가 연장가능하다.
상기 유동적인 멤브레인 전극 어셈블리는 저밀도 폴리에틸렌과 같은 재료 또는 (WO 03/023890에 개시된 바와 같은) 멤브레인 전극 어셈블리와 동일한 이오노머성 재료로부터 형성될 수 있는 유연한 다기관 시스템으로 포함될 수 있다. 상기 재료는 상기 연료를 포함하고, 스택 내의 모든 인접한 전지로부터 전기적으로 상기 전지를 분리하기 위해 동작한다. 전지로부터 전지로의 상기 전기적 연결들이 외부 상호 접속들을 통해(하나의 연산(lead acid) 배터리 전지로부터 다음으로 만들어지는 접속과 동일한 방식으로) 만들어지는 때 통상의 양극 판을 대신한다.
전극으로서 기능하기 위해 상기 멤브레인 전극 어셈블리의 표면으로 도전성 망 또는 섬유의 통합에 대한 대체물로서, 본 명세서에서 언급된 방법들의 어떠한 것에 의해서도 촉매가 상기 이오노머의 표면으로 통합되는 멤브레인 전극 어셈블리를 구성하는 것이 가능하나, 상기 전극은, (예를 들어, 스크린 인쇄나 잉크젯 스프레이 기술에 의해) 상기 멤브레인 전극 어셈블리의 표면에 액체 모노머 혼합물 또는 프리폴리머로서 인가될 수 있으며, 원위치에 고화 폴리머를 형성하기 위해 중합될 수 있는, 전자적으로 도전성인 폴리머로 구성된다. 상기 결과는 본 명세서에서 정의된 바와 같이 역시 유연한, 본래부터 도전성인 구조이다.
작고, 완전히 유연한 휴대용 전원이 필요한 때, 본래부터 유연한 하나의 전지(실시예 A)가 유용할 수 있다. 예를 들어, 티셔츠 또는 신발과 같은 의류 아이 템에 꿰매어질 수 있으며, 개인 스테레오 또는 이동전화에 전원을 공급하기 위해 적합한 전자 인터페이스와 함께 이용될 수 있다. 상기 실시예는 도 3에 도시되어 있다.
상기 본래부터 유연한 전지(실시예 A)는 폴리아미드(폴리아미드 6 또는 트로가미드 T) 프레임(13)으로 구성된다. 상기 프레임의 내부 에지가 준비되어, 상기 이오노머가 상기 프레임에 결합될 것이고 누출을 방지하게 될 것이 바람직하다. 이는 상기 프레임의 내부 에지 상에 IPN 층(14)을 형성함에 의해 달성된다. 도 3은 부가적으로 접합된 연료 입력(16) 및 출력(15) 커넥터들을 나타낸다.
두 장의 백금 또는 팔라듐 촉매 코팅 스테인리스 강(SS) 망(19)은, 상기 액체 모노머에 의해 '섞임(blinding)'되는 것을 방지하고자 폴리에틸렌(polythene) 시트 상에 프레스되며, 상기 폴리아미드 프레임(13)에 열적으로 접합된다. 짜임없는 세퍼레이터(non-woven separator)(18)는 상기 이오노머(17)의 도입 이전에 상기 스테인리스 강 망 층(19)들 간의 전기적 접촉을 방지한다. 이는 상기 폴리아미드 프레임의 중심 내의 상기 갭에서의 느슨한 맞춤일 수 있거나 상기 폴리아미드에 열적으로 프레스될 수 있다.
상기 액체 모노머는 상기 스테인리스 강 망(19) 사이 상기 폴리아미드 프레임(13) 내의 공간으로 도입되며, 상기 모노머가 상기 폴리아미드 프레임의 미리 처리된 에지로 확산되는데 필요한 시간 동안 남는다. 다음으로, 상기 모노머는 감마 방사 또는 열적 수단에 의해 중합된다. 상기 프로세스는 동시에 상기 '멤브레인'의 이오노머를 형성하며, 상기 IPN 영역(14)을 중합시켜, 상기 전기적으로 절연되 는 프레임 및 상기 이오노머 사이의 접합점에서의 액체 및 가스 방지 실링을 달성한다. 다르게는, 상기 IPN은 상기 짜임없는 세퍼레이터(18) 및 폴리아미드 프레임(13) 사이에, 열(heat) 실링에 의해 만들어질 수 있다.
상기 중합 프로세스의 완료시, 상기 폴리에틸렌 필름들은 폴리아미드 슬리브(20)로 도입된 상기 멤브레인 전극 어셈블리 및 상기 두 스테인리스 강 망 시트들의 외부로부터 제거되며, 연료 및 산화제의 전달을 위한 다기관으로서 기능하며, 상기 멤브레인 전극 어셈블리의 전기적 격리를 완성한다. 상기 매니폴드 슬리브는 접합 프로세스에 의해 상기 프레임의 적어도 상기 '긴' 에지들(AA')에 실링된다.
본래부터 유연한 전지들의 스택의 제작(실시예 B)은 그러한 프로세스들의 반복적 적용에 의하거나 또는 상기 개별 '프레임들'이 최종 투입 몰딩 단계의 이용에 의해 실링된 구조의 통합 제작에 의하여 달성될 수 있다. 다른 많은 구조들이 상기 기술된 프로세스를 이용하여 가능하다.
본래부터 유연한 전지 스택은 휴대가능한 전원이 필수적인 군작전을 위한 백팩으로서 유용할 수 있다. 상기 전지들은 진동 및 충격에 강하며, 전투지로의 낙하산 투입시 이용될 수 있다. 이들 유연한 전지들은 (외부 힘 없이)변형되는 때 그 형태를 유지하거나 변형 후에 원래의 형태로 돌아갈 수 있다. 상기 변형된 형태를 유지하기 위해 외부 힘이 필수적이라면, 상기 전지는 변형되는 때 그 외형을 유지하는 것이 가능한 재료 내에 포장될 수 있다. 상기 전지들은 또한 의류 아이템 내에 통합될 수 있다. 상기 의류가 등에 착용되는 경우, 편안함을 조성하며, 상기 전지 내 연료의 순환을 유도하기 위해 호흡하는 동안 가슴의 확장을 허용할 것이다.
추가 실시예(C)가 도 4에 도시되어 있으며, 단단한 방풍유리 전지 하우징(26) 내의 전지를 포함하며, 전지들은 유연한 폴리에틸렌 상부 및 하부(21)와 함께 유연한 폼(foam) 스택(24) 내에서 연결된다. 상기 스택은 연료 인입구(22) 및 산화제 인출구(27)를 포함하며, 각 전지는 백금 코팅 스테인리스 강 망 전극(23)과 멤브레인(25)을 구비한다.
상기 스택 내의 상기 지지 재료는 또한 실리콘 엘라스토머로 구성될 수 있다. 상기 지지 재료는 상기 스택의 기계적 특성을 변경하는데 이용된다. 상기 결과적 구조는 동작중에 구부려질 수 있으나 상기 전지들 자체는 본 명세서에 정의된 바와 같이 유연하지 않다.
단단한 전지들의 유연한 스택은, 외부 압력이 성능에 영향을 미칠 수 있는 수중 장치에 유용할 수 있다.
전기적 컨택을 유지하기 위해 압력이 필요한 실시예(D), 멤브레인 전극 어셈블리들을 포함하는 유연한 전지 또는 스택은, 상기 멤브레인 전극 어셈블리의 개별 구성요소들이 함께 결합되지 못하는 경우 유용할 수 있다. 외부 압력을 필요로 하는 멤브레인 전극 어셈블리의 예가 도 1에 도시되어 있다.
도 2 역시 외부 압력을 필요로 하는 멤브레인 전극 어셈블리를 도시하고 있다. 상기 멤브레인 전극 어셈블리는 WO 03/023890에 개시된 방법을 이용하여 만들어질 수 있다. 다중 챔버 투입 몰드 및 접합 구성 연료 전지 케이스(1)는 트로가미드 CX 80% 및 트로가미드 T 20%의 폴리아미드 혼합물로부터 만들어진다. 상기 두 몰드된 절반들을 함께 접합하기 전에, 적합한 멤브레인 세퍼레이터(8)(100 마이크론에 의한 짜여짐 없는 폴리에스터)는 상기 외부 케이스들 사이에 배치되며, 그 일부가 상기 케이스에 접합될 것이다. 상기 케이스는 내부 벽(4)에 의해 분할된다. 따라서, 두 내부 컴파트먼트(2, 3)로 구성되며, 두 전지 스택이 될 것이다.
상기 컴파트먼트들의 각각은 상기 케이스(1)가 연료로부터의 내부 압력에 견디도록 기능하는 내부 지지 포스트(5)(각각 당 세 개)를 구비하며, 결국에는 이온성 격리를 유지하는 동안 상기 멤브레인 및 전극들을 제자리에서 지지할 것이다.
최종 제작 단계에 있어서, 각 연료 공간(void)은 그 내부에 위치한 희생 폴리에틸렌 백(bag)(6)을 구비한다. 적합하게 촉매작용된 전극은 양 측면 상 상기 세퍼레이터 망에 대해(상기 세퍼레이터로부터 떨어지는 촉매 코팅) 배치된다. 폐쇄판(10)은 케이스 단부이도록 접합되며, 상기 희생 백은 완전히 부풀려진다. 다음으로, 상기 이온성 모노머 혼합물은 상기 세퍼레이터 망에 의해 부분적으로 점유된 상기 남은 공동에 도입되며, 전극들의 상기 노출된 표면들(7, 9)에 스며드는 것을 허용하며, 30분 동안 상기 케이스 플랜지(flange)에 상호 침투하는 것을 허용한다.
다음으로, 상기 혼합물은 열 수단 또는 감마 방사에 의해 중합된다.
상기 결과적 성분은 상기 남은 개방 단부 상으로 접합된 폐쇄판을 구비하며, 이는 연료 도입 및 제거와 전기적 연결을 허용한다.
이하의 예들은 본 발명을 나타낸다.
예 1
멤브레인 전극 어셈블리는 도 3에 도시된 바와 같이 구성된다. IPN층은 트로가미드 T 프레임 또는 폴리아미드의 상기 내부 에지 상에 형성되고, 두 시트의 백금 또는 팔라듐 촉매 코팅 스테인리스 강 망이 열적으로 상기 프레임에 접합된다. 상기 액체 이오노머는 모노머 형태로 도입되며, 원 위치에 중합된다. 40g 5M의 유황산, 40g 35% wt 수소 과산화물 및 9g의 물의 액체 산화제, 및 2.8g의 칼륨 수산화물, 2g의 수소화붕소나트륨 및 95g의 물의 액체 연료가 이용되었다. 상기 개방회로 전압은 1.4V, 상기 전력밀도는 19.1mW/cm2이었다. 상기 전지는 전지 성능에 대한 손실없이 이용하는 동안 구부려졌다.
다른 멤브레인 전극 어셈블리가 유사한 프로세스에 의해 제작되었으나, IPM 프레임 없이 제작되었다. 이는 실리콘으로 만들어진 유연한 다기관으로 놓여졌으며, 이는 상기 전지의 에지 주위에 볼트 결합되었으며, 실리콘 방수제가 모든 누수를 실링하기 위해 이용되었다. 상기 동일한 연료 및 산화제가 이용된 경우, 상기 개방회로 전압은 1.3V였으며, 상기 전력밀도는 43mW/cm2이었다. 상기 전지는 전지 성능에 대한 손실없이 이용하는 동안 구부려졌다.
예 2
멤브레인 전극 어셈블리가 도 4에 도시된 바와 같이 구성된다.
8개의 동일한 전지들이 8cm * 4cm 산(acid) 폴리머 멤브레인들을 이용하여 각각 만들어졌다. 백금 촉매 코팅 스테인리스 강 망은 상기 멤브레인에 대해 프레 스된 전극 및 촉매로서 이용되었다. 하나의 각 전지는 단단한 방풍 유리 다기관으로 맞춰졌으며, 상기 8개의 단단한 전지들은 유연한 폼 프레임에 맞춰졌고, 전지 크기의 구멍들이 잘려졌다. 연료 및 산화제는 두 채널들로 공급되었으며, 각 라인은 네 개의 전지들을 통해 간다.
상기 이용된 액체 산화제는 40g 5M 유황산, 40g 35%wt 수소 과산화물 및 9g의 물이었다.
상기 이용된 액체 연료는 2.8g 칼륨 수산화물, 2g 수소화붕소나트륨 및 95g 물이었다.
이는 10.6V의 개방회로 전압(모든 전지들이 1.3V 초과)을 초래하였다. 상기 스택은 7V에서 7W로 동작되었다. 상기 전지는 전지 성능에 대한 손실 없이 이용되는 동안 구부려졌다.

Claims (15)

  1. 전극, 촉매 및 이오노머성 멤브레인의 필수 어셈블리를 포함하는 멤브레인 전극 어셈블리로서,
    상기 어셈블리가 유연한 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    100cm 직경의 실린더의 표면 주위로 구부려질 수 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    그 경계 주위에 전기적으로 절연인 부분을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 절연인 부분 및 상기 이오노머성 멤브레인을 연결하는 상호 침투 네트워크 조인트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 이오노머 및 상기 절연인 부분은 물을 흡수하고 팽창할 수 있으며, 상 기 절연인 부분은 상기 이오노머와 동일한 정도로 팽창하도록 미리 스트레스받는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  6. 제3항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 및/또는 상기 촉매 및/또는 상기 절연인 부분은 상기 이오노머성 멤브레인에 결합되는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극은 곱슬한, 연장불가능한 섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매는 상기 전극 상에 또는 상기 전극 내에 있는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인 전극 어셈블리의 유연한 스택.
  10. 하나 또는 그 이상의 상기 어셈블리들이 단단한 것을 특징으로 하는, 어셈블리들의 유연한 스택.
  11. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인 전극 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료 전지.
  12. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인 전극 어셈블리를 포함하는 것을 특징으로 하는 전해조.
  13. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 멤브레인 전극 어셈블리를 제작하는 방법으로서,
    상기 촉매 및 전극으로 모노머 또는 프리폴리머 형태의 상기 이오노머를 가하는 단계; 및 상기 모노머 또는 프리폴리머를 원위치에서 중합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리 제작 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 전극은 전기적으로 도전성인 폴리머이며, 상기 중합 단계 역시 상기 전극을 형성하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리 제작 방법.
  15. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    상기 멤브레인 전극 어셈블리는 제4항에 정의된 바와 같은 상호 침투 네트워크를 더 포함하며, 상기 중합 단계 역시 상기 네트워크를 형성하는 것을 특징으로 하는 멤브레인 전극 어셈블리 제작 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7632587B2 (en) 2004-05-04 2009-12-15 Angstrom Power Incorporated Electrochemical cells having current-carrying structures underlying electrochemical reaction layers
TWI389829B (zh) 2006-06-30 2013-03-21 Global Fresh Foods 用於運輸或貯存可氧化分解之食品的系統及方法
EP2210303B1 (en) * 2007-09-25 2017-04-05 Intelligent Energy Limited Fuel cell systems including space-saving fluid plenum and related methods
US9472817B2 (en) 2008-02-29 2016-10-18 Intelligent Energy Limited Electrochemical cell and membranes related thereto
US9468220B2 (en) * 2009-10-30 2016-10-18 Global Fresh Foods System and method for maintaining perishable foods
US8877271B2 (en) * 2009-10-30 2014-11-04 Global Fresh Foods Perishable food storage units
MX2012004978A (es) 2009-10-30 2012-06-12 Global Fresh Foods Sistemas y metodos para mantener alimentos percederos.
EA024728B1 (ru) 2009-11-02 2016-10-31 Айтиэм Пауэр (Рисерч) Лимитед Способ изготовления ионной мембраны (варианты) и полимерная мембрана
CN112786901B (zh) * 2021-03-02 2022-06-28 上海交通大学 一种可控表面屈曲燃料电池膜电极制备方法

Family Cites Families (41)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1463301A (en) * 1973-07-18 1977-02-02 Highgate D J Polymer properties
US4036788A (en) 1975-02-11 1977-07-19 Plastomedical Sciences, Inc. Anionic hydrogels based on heterocyclic N-vinyl monomers
JPS5631405A (en) 1979-08-22 1981-03-30 Asahi Glass Co Ltd Selective perameable membrane
JP2948376B2 (ja) 1991-10-15 1999-09-13 三菱重工業株式会社 反応膜の製造方法及び電気化学セルの製造方法
US5597661A (en) 1992-10-23 1997-01-28 Showa Denko K.K. Solid polymer electrolyte, battery and solid-state electric double layer capacitor using the same as well as processes for the manufacture thereof
AU5957094A (en) 1993-01-15 1994-08-15 Allied-Signal Inc. Process for producing ion exchange membranes, and the ion exchange membranes produced thereby
US6149810A (en) 1994-11-23 2000-11-21 Lynntech, Inc. Membrane with supported internal passages
US5814372A (en) 1995-10-19 1998-09-29 Millipore Corporation Process for forming porous composite membrane
JP3767756B2 (ja) 1996-01-12 2006-04-19 株式会社豊田中央研究所 電解質膜の製造方法
US5643689A (en) 1996-08-28 1997-07-01 E.C.R.-Electro-Chemical Research Ltd. Non-liquid proton conductors for use in electrochemical systems under ambient conditions
US6444343B1 (en) 1996-11-18 2002-09-03 University Of Southern California Polymer electrolyte membranes for use in fuel cells
US6203949B1 (en) 1997-08-22 2001-03-20 Yardney Technical Products, Inc. Solid electrolyte for an electrochemical cell composed of an inorganic metal oxide network encapsulating a liquid electrolyte
US6063517A (en) * 1997-10-16 2000-05-16 Southwest Research Institute Spiral wrapped cylindrical proton exchange membrane fuel cells and methods of making same
JPH11302410A (ja) 1998-04-24 1999-11-02 Nissan Motor Co Ltd イオン交換膜およびその製造方法
GB9810440D0 (en) * 1998-05-16 1998-07-15 Secr Defence Multi element fuel cell system
JP2000119420A (ja) 1998-10-19 2000-04-25 Nissan Motor Co Ltd イオン交換膜およびその製造方法
DE69932304T2 (de) 1998-11-09 2007-12-06 Ballard Power Systems Inc., Burnaby Elektrische Kontaktvorrichtung für eine Brennstoffzelle
JP2000277131A (ja) 1999-03-24 2000-10-06 Nissan Motor Co Ltd イオン交換膜およびその製造方法
JP2001035509A (ja) 1999-07-19 2001-02-09 Agency Of Ind Science & Technol イオン伝導性膜
US6523699B1 (en) 1999-09-20 2003-02-25 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Sulfonic acid group-containing polyvinyl alcohol, solid polymer electrolyte, composite polymer membrane, method for producing the same and electrode
ATE321079T1 (de) 1999-12-21 2006-04-15 Omnova Solutions Inc Polyvinylalkoholcopolymerzusammensetzung
CA2395456A1 (en) 2000-01-05 2001-07-12 Novartis Ag Hydrogels
US6780935B2 (en) 2000-02-15 2004-08-24 Atofina Chemicals, Inc. Fluoropolymer resins containing ionic or ionizable groups and products containing the same
US6395325B1 (en) 2000-05-16 2002-05-28 Scimed Life Systems, Inc. Porous membranes
US7125620B2 (en) 2000-11-30 2006-10-24 Mti Microfuel Cells, Inc. Fuel cell membrane and fuel cell system with integrated gas separation
US20020127474A1 (en) 2001-01-09 2002-09-12 E.C.R.-Electro-Chemical Research Ltd. Proton-selective conducting membranes
US6503378B1 (en) 2001-04-23 2003-01-07 Motorola, Inc. Polymer electrolyte membrane and method of fabrication
US7258941B2 (en) 2001-05-08 2007-08-21 Ube Industries, Ltd. Polymer electrolyte for solid polymer type fuel cell and fuel cell
US6620542B2 (en) 2001-05-30 2003-09-16 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Flex based fuel cell
US7318972B2 (en) 2001-09-07 2008-01-15 Itm Power Ltd. Hydrophilic polymers and their use in electrochemical cells
AU2002357324A1 (en) 2001-12-19 2003-07-09 Polyfuel, Inc. Printing of catalyst on the membrane of fuel cells
WO2003074597A1 (de) 2002-03-06 2003-09-12 Pemeas Gmbh Protonenleitende elektrolytmembran mit geringer methanoldurchlässigkeit und deren anwendung in brennstoffzellen
GB0219955D0 (en) * 2002-08-28 2002-10-02 Univ Newcastle Fuel cell electrode
US20040142227A1 (en) * 2002-11-26 2004-07-22 Kyocera Corporation Fuel cell casing, fuel cell, and electronic apparatus
US20050014056A1 (en) * 2003-07-14 2005-01-20 Umicore Ag & Co. Kg Membrane electrode unit for electrochemical equipment
US20050048346A1 (en) * 2003-08-28 2005-03-03 Fannon Megan A. Modular connections in a DMFC array
US7510794B2 (en) * 2004-03-02 2009-03-31 Mti Microfuel Cells, Inc. Conformable fuel cell
TWI229471B (en) 2004-03-08 2005-03-11 Antig Tech Co Ltd Flexible fuel cell
US7838165B2 (en) * 2004-07-02 2010-11-23 Kabushiki Kaisha Toshiba Carbon fiber synthesizing catalyst and method of making thereof
US8410747B2 (en) 2004-07-21 2013-04-02 Societe Bic Flexible fuel cell structures having external support
US20060127738A1 (en) * 2004-12-13 2006-06-15 Bhaskar Sompalli Design, method and process for unitized mea

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