KR20080080361A - 촉매 코팅 막의 제조방법 - Google Patents

촉매 코팅 막의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20080080361A
KR20080080361A KR1020087016612A KR20087016612A KR20080080361A KR 20080080361 A KR20080080361 A KR 20080080361A KR 1020087016612 A KR1020087016612 A KR 1020087016612A KR 20087016612 A KR20087016612 A KR 20087016612A KR 20080080361 A KR20080080361 A KR 20080080361A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
catalyst
nano
membrane
microporous membrane
dispersion solution
Prior art date
Application number
KR1020087016612A
Other languages
English (en)
Other versions
KR100978117B1 (ko
Inventor
씬솅 양
준킹 동
Original Assignee
비와이디 컴퍼니 리미티드
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 비와이디 컴퍼니 리미티드 filed Critical 비와이디 컴퍼니 리미티드
Publication of KR20080080361A publication Critical patent/KR20080080361A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100978117B1 publication Critical patent/KR100978117B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J37/00—Processes, in general, for preparing catalysts; Processes, in general, for activation of catalysts
    • B01J37/02—Impregnation, coating or precipitation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B01D67/00791—Different components in separate layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0079—Manufacture of membranes comprising organic and inorganic components
    • B01D67/00793—Dispersing a component, e.g. as particles or powder, in another component
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
    • B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
    • B01D67/0088—Physical treatment with compounds, e.g. swelling, coating or impregnation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1213—Laminated layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/12—Composite membranes; Ultra-thin membranes
    • B01D69/1216—Three or more layers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D69/14—Dynamic membranes
    • B01D69/141—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes
    • B01D69/145—Heterogeneous membranes, e.g. containing dispersed material; Mixed matrix membranes containing embedded catalysts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
    • B01D71/06—Organic material
    • B01D71/30—Polyalkenyl halides
    • B01D71/32—Polyalkenyl halides containing fluorine atoms
    • B01D71/36—Polytetrafluoroethene
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00—Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25B9/00—Cells or assemblies of cells; Constructional parts of cells; Assemblies of constructional parts, e.g. electrode-diaphragm assemblies; Process-related cell features
    • C25B9/17—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof
    • C25B9/19—Cells comprising dimensionally-stable non-movable electrodes; Assemblies of constructional parts thereof with diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/8605—Porous electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8803—Supports for the deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/881—Electrolytic membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8825—Methods for deposition of the catalytic active composition
    • H01M4/8828—Coating with slurry or ink
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88—Processes of manufacture
    • H01M4/8878—Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8882—Heat treatment, e.g. drying, baking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004—Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/10—Catalysts being present on the surface of the membrane or in the pores
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2325/00—Details relating to properties of membranes
    • B01D2325/38—Hydrophobic membranes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00—Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10—Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095—Fuel cells with polymeric electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30—Hydrogen technology
    • Y02E60/50—Fuel cells
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)

Abstract

촉매 코팅 막의 제조방법은 미세다공성 막을 촉매 분산 용액에 노출시켜 촉매 함유 미세다공성 막을 형성시키는 단계, 상기 촉매 함유 미세다공성 막을 수지 분산 용액에 노출시켜 촉매 층을 형성시키는 단계, 및 상기 촉매 층 두 개 사이에 양자 교환 막을 위치시켜 라미네이팅 공정으로 촉매 코팅 막을 형성시키는 단계로 이루어진다. 상기 촉매 코팅 막의 제조방법은 촉매와 수지를 촉매 층 내의 미세다공성 막의 기공 전체로 균일하게 충전할 수 있는 충전 방법을 제공한다. 이들 미세다공성 막은 소수성이고, 필요한 경우 수분을 손쉽게 방출시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 방법을 이용하여 제조된 촉매 코팅 막을 구비한 막 전극 어셈블리는 안정하고, 연료 전지 작동 동안 우수하게 작동한다.
연료 전지, 촉매 코팅 막, 막 전극 어셈블리, 양자 교환 막

Description

촉매 코팅 막의 제조방법{Fabrication methods for catalyst coated membranes}
본 출원은 2005년 12월 12일자로 출원된 중국 특허출원 제200510130101.1호 "촉매 코팅 막의 제조방법"의 우선권주장의 기초로 한 출원이다. 상기 출원은 본 명세서에 참고문헌으로 포함된다.
본 발명은 촉매 코팅 막의 제조방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 연료 전지용 촉매 코팅 막의 제조방법에 관한 것이다.
연료 전지는 전기화학적 에너지 전환 장비로서, 연료 전지의 연료, 예를 들어, 수소, 알코올, 및 산소와 같은 산화제 내에 저장된 화학적 에너지를 전기로 전환시킨다. 이러한 장비는 높은 에너지 전환율을 갖고, 친환경적이다. 양자 교환 막 연료 전지(Proton exchange membrane fuel cell; PEMFC)는 낮은 작동 온도와 높은 전력 밀도를 갖는다. 따라서, 이는 발전소뿐만 아니라 자동차와 잠수함에서의 이동식 전력 공급원, 군용과 일반용의 이중 용도 전력 공급원으로서 이용될 수 있다.
막 전극 어셈블리(Membrane Electrode Assembly; MEA)는 연료 전지의 중심 요소로서, 여기서 연료와 산화제 사이의 전기화학 반응이 일어나 전기를 생산한다. 일반적으로, 실질적으로 단지 촉매 층과 양자 교환 막만으로 구성된 MEA는 3-층 MEA 또는 촉매 코팅 막(catalyst coated membranes; CCM)이라 불린다. 가스 확산 층, 촉매 층 및 막으로 구성된 MEA는 5-층 MEA로 불린다. 도 1에 촉매 층(B) 사이에 양자 교환 막(A)이 위치하고, 이들이 다시 가스 확산 층(C) 사이에 위치하는 5-층 MEA가 도시되어 있다.
양자 교환 막(proton exchange membrane; PEM)은 양자를 운송하고, 반응 가스를 분리시키는, MEA에 있어 중요한 요소이다. 현재, 가장 통상적으로 사용되는 PEM은 퍼플루오로술폰산 중합체 막으로 미국 소재 듀폰사에서 상표명 나피온(Nafion)으로 시판되고 있다. 나피온 막은 독특한 퍼플루오르화 구조로 인하여 화학적으로 안정하고, 긴 연료 전지 배터리 수명에 필수적인 요소이다. 그러나 나피온 막은 연료 전지의 작동 조건 하에서, 습기 흡수 동안 팽창하고, 습기 손실 동안 수축함에 따라 변형될 수 있다. 또한, 나피온 막은 한 번 물을 흡수하면, 젖은 막의 강도가 현저하게 감소하게 된다. 연료 전지가 통상 높은 습도에서 작동되기 때문에, 상기와 같은 역효과 나피온 막의 수명에 심각한 영향을 끼칠 수 있다.
나피온 막의 성능을 개선하기 위하여, 복합 물질이 개발되어 나피온 막의 변형을 감소시킨 바 있다. 예를 들어, 중국 특허 제1178482호는 안정성이 증진된 복합 막을 제공하였다. 상기 복합 막은 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(ePTFE)로서, 이온 교환 물질 중 적어도 일부 이상이 비이온성 중합체인 이온 교환 물질로 완전하게 채워져 있다.
또한, MEA는 특정 양의 나피온 수지를 함유하는데, 이는 막이 습기를 흡수하면 팽창하고, 잃으면 수축하게 할 수도 있다. 이는 촉매와 나피온 수지 사이의 간극의 변화를 가져와서, 전극의 안정성을 감소시킬 수 있다.
얇은 PEA를 구비한 현재의 많은 MEA는 촉매 코팅 막이며, 여기서 촉매 층은 PEM의 양 표면에 직접 부착되어 있다. 전형적으로, CCM는 단지 나피온 수지와 친수성인 촉매만으로 구성된다. 이들의 소수성은 PTFE와 같은 소수성 물질을 갖지 않기 때문에 열악하고, 단지 소량의 비-소결된 PTFE 입자만을 가질 수 있다. 그 결과, 이들 MEA로부터 수분의 방출은 어려움을 제공한다. 농도 구배가 MEA로부터 확산되기에 충분히 커지기 전에 충분한 수분이 전극 촉매 층에 집적되어야 한다. 이러한 효과가 MEA의 성능 및 안정성에 유의적인 효과를 미칠 수 있다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위하여, 미국 특허 제6,045,230호는 촉매 층의 제작 동안 촉매 층에 대한 지지체로서 미세다공성 ePTFE 막의 사용을 도입하였다. 촉매/나피온 분산 용액이 ePTFE 막 상에 칠해지거나 코팅된다. 이는 PTFE의 기공을 통과하여 다공성 복합 촉매 층을 형성하게 되고, 이는 CCM을 형성하는데 이용된다.
그러나 이들 막은 제조하기 어렵다. 기존의 기술로는 용액 중 최소 입도가 0.4 내지 0.6 마이크로미터인 촉매/나피온 분산 용액을 제조할 수 있다. 다공성 ePTFE의 기공 직경은 전형적으로 0.1 내지 0.2 마이크로미터이다. 그러나 막 중의 기공 직경의 분포는 일정하지 않다. 따라서 촉매와 나피온에 의해 형성된 콜로이 드 입자들이 종종 ePTFE 막의 상부를 막기 때문에 미세다공성 ePTFE 막의 기공을 촉매/나피온 분산 용액으로 완전하게 채우는 것이 어렵게 된다. 더욱이, 촉매/니피온 분산 용액 중 촉매와 나피온 수지 콜로이드 간의 결합이 약하다. 따라서 미세다공성 ePTFE 막을 채우는 동안, 나피온 수지 콜로이드와 촉매가 분리되어 과량의 나피온 수지로 ePTFE 막의 하부가 막히고, 촉매 클러스터로 막의 상부가 막힐 것이다. 미세다공성 ePTFE 막 중의 이러한 일정치 않은 촉매와 나피온 수지의 분포가 전극 구조에 나쁜 영향을 미치고, 양자 이동에 장애를 주어 MEA의 열악한 성능 및 안정성을 가져올 것이다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점으로 인하여, 연료 전지에서 막 전극 어셈블리의 일부로 사용될 때 우수하게 작동하는 안정한 촉매 코팅 막을 제조하는 신규한 촉매 코팅 막의 제조방법에 요구되고 있는 실정이다.
발명의 요약
본 발명의 목적은 안정한 촉매 코팅 막의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 연료 전지에서 막 전극 어셈블리의 일부로 사용될 때 우수하게 작동하는 촉매 코팅 막의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 소수성 막을 구비한 촉매 층을 제공하는 것이다.
간략하게, 본 발명은 미세다공성 막을 촉매 분산 용액에 노출시켜 촉매 함유 미세다공성 막을 형성시키는 단계; 상기 촉매 함유 미세다공성 막을 수지 분산 용액에 노출시켜 촉매 층을 형성시키는 단계; 및 라미네이팅 공정으로 양자 교환 막 을 상기 두 개의 촉매 층 사이에 위치시켜 촉매 코팅 막을 형성시키는 단계로 이루어진 촉매 코팅 막의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 이점은 본 발명의 방법을 이용하여 제조된 촉매 코팅 막이 안정하다는 것이다.
본 발명의 다른 이점은 본 발명의 방법으로 제조된 촉매 코팅 막이 연료 전지에서 막 전극 어셈블리의 일부로 사용될 때 우수하게 작동한다는 것이다.
본 발명의 또 다른 이점은 본 발명의 방법을 이용하여 제조된 촉매 코팅 막이 소수성이라는 것이다.
본 발명의 상기 목적 및 다른 목적, 관점 및 이점이 하기 첨부된 도면과 함께 본 발명의 바람직한 실시형태에 대한 상세한 설명으로부터 보다 잘 이해될 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태는 촉매 코팅 막의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 방법은
미세다공성 막을 촉매 분산 용액에 1차로 노출시켜 촉매 함유 미세다공성 막을 형성시키는 단계;
상기 촉매 함유 미세다공성 막을 수지 분산 용액에 2차로 노출시켜 촉매 층을 형성시키는 단계; 및
라미네이팅 공정으로 양자 교환 막을 상기 두 개의 촉매 층 사이에 위치시켜 촉매 코팅 막을 형성시키는 단계로 이루어진다.
촉매 코팅 막에 사용되는 임의의 미세다공성 막을 본 발명의 미세다공성 막으로 사용할 수 있다. 예를 들어, 임의 형태의 미세다공성 ePTFE 막을 사용할 수 있다. 상기 막의 두께는 3 내지 20 마이크로미터, 바람직하게는 5 내지 10 마이크로미터일 수 있다. 상기 미세다공성 막 중의 기공 직경은 0.5 내지 2.0 마이크로미터, 바람직하게는 1 내지 2 마이크로미터일 수 있다. 상기 미세다공성 막의 다공도는 70 내지 95%, 바람직하게는 90 내지 95%일 수 있다.
상기 촉매 분산 용액은 1 종 이상의 촉매, 알코올 및 물을 포함할 수 있고, 상기 1 종 이상의 촉매 : 알코올 : 물의 비율은 1 : 10 내지 500 : 0 내지 50, 바람직하게는 1 : 20 내지 200 : 1.5 내지 20이다.
사용할 수 있는 촉매는 CCM 용으로 통상적으로 사용되는 촉매이다. 이들은 탄소 촉매 상에 지지된 나노-금속 촉매 또는 나노-금속 입자와 같은 CCM에서 사용되는 촉매 또는 촉매적 특성을 갖는 화학물질일 수 있다. 바람직하게는, 이들은 나노-백금, 나노-금, 나노-루테늄, 나노-은, 나노-코발트, 탄소 상에 지지된 나노-백금, 탄소 상에 지지된 나노-금, 탄소 상에 지지된 나노-루테늄, 탄소 상에 지지된 나노-은, 탄소 상에 지지된 나노-코발트로 구성된 군으로부터 선택된 1 종 이상의 촉매 또는 촉매 특성을 갖는 화학물질이다.
상기 촉매 분산 용액 중의 알코올은 이소-프로필 알코올, 에탄올 및 트리메틸렌 글리콜로 구성된 군으로부터 선택된 1 종 이상의 조합일 수 있다. 에탄올이 바람직하다.
상기 미세다공성 막을 촉매 분산 용액에 노출시키기 위하여 미세다공성 막을 분산 용액에 노출시키기 위한 현재 사용되는 방법을 사용할 수 있다. 노출 방법의 예로는 촉매 분산 용액을 막 위에 코팅하거나 막을 촉매 분산 용액에 침지시키는 방법이 포함된다. 바람직한 방법은 0.01 mPa 내지 0.1 mPa, 바람직하게는 0.04 mPa 내지 0.08 mPa의 진공 하에 1차로 노출시켜 수행하는 것이다. 진공의 정의는 절대 압력과 대기 압력 사이의 차이의 절대 값이다(절대 압력은 대기 압력 이하임).
사용되는 촉매 분산 용액(분산액)의 양은 촉매 함유 미세다공성 막 중 0.1 mg/cm2 내지 10 mg/cm2 이어야 한다. 촉매 함유 미세다공성 막 중 촉매 0.2 mg/cm2 내지 2 mg/cm2 이 되도록 촉매 분산 용액의 양을 맞추는 것이 바람직하다.
1 차 노출 단계 이후, 촉매 함유 미세다공성 막을 30 내지 150℃에서 베이킹 또는 공기 건조와 같은 통상적인 건조 방법으로 건조할 수 있다. 바람직한 건조 방법은 40 내지 100℃에서 상기 막을 공기 건조시키는 것이다.
미세다공성 막은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 펠트, 폴리프로필렌 펠트, 폴리에틸렌 네트 또는 PET 부직포로 구성된 군으로부터 선택된 다공성 구조물 또는 네트워크 구조물에 의해 지지될 수 있다.
상기 수지 분산 용액은 1 종 이상의 수지와 1 종 이상의 용매로 이루어진다. 사용할 수 있는 수지와 용매는 통상적으로 사용되는 수지와 용매이다. 예를 들어, 상기 수지는 듀폰사에서 제조한 나피온 수지일 수 있다. 상기 용매는 이소프로필 알코올, 에탄올 및 트리메틸렌 글리콜로 구성된 군으로부터 선택된 1 종 이상의 조합으로 구성된 알코올 일 수 있다. 에탄올이 사용에 바람직한 알코올이다. 상기 수지 분산 용액 중 수지의 농도는 0.01 내지 3 중량%, 바람직하게는 0.02 내지 2.5 중량%이다.
상기 미세다공성 막을 수지 분산 용액에 노출시키기 위하여 미세다공성 막을 분산 용액에 노출시키기 위해 현재 사용되는 방법을 사용할 수 있다. 노출 방법의 예로는 수지 분산 용액을 막 위에 코팅하거나 막을 수지 분산 용액에 침지시키는 방법이 포함된다. 바람직한 방법은 0.01 mPa 내지 0.1 mPa, 바람직하게는 0.04 mPa 내지 0.08 mPa의 진공 하에 2차로 노출시켜 수행하는 것이다.
사용되는 수지 분산 용액의 양은 미세다공성 막 중 0.03 mg/cm2 내지 20 mg/cm2 이어야 한다. 미세다공성 막 중 촉매 0.2 mg/cm2 내지 7 mg/cm2 이 되도록 수지 분산 용액의 양을 맞추는 것이 바람직하다.
상기 2차 노출 단계 이후, 촉매 층 미세다공성 막을 25 내지 200℃에서 베이킹 또는 공기 건조와 같은 통상적인 건조 방법으로 건조할 수 있다. 바람직한 건조 방법은 50 내지 150℃에서 상기 막을 공기 건조시키는 것이다.
촉매 코팅 막은 양자 교환 막을 두 개의 촉매 층 사이에 끼워넣고, 층들을 압착 결합시키는 라미네이팅 공정으로 제조할 수 있다. 미세다공성 막을 위한 지지체가 존재하는 경우, 위치 단계/라미네이팅 단계 전에 상기 지지체를 제거한다.
고온 플레이트 압착 방법 또는 이중-로울러 고온-압착 방법을 사용하여 100 내지 200℃의 온도 및 0.1 내지 10 mPa의 압력에서 촉매 층과 양자 교환 막을 견고하게 결합시킬 수 있다. 바람직하게는 온도는 120 내지 170℃이고, 압력은 0.5 내지 6 mPa이다.
통상적으로 사용되는 REM은 본 발명의 방법에 이용할 수 있다. 상업적으로 시판되는 REM의 예로는 나피온 112 필름, 나피온 115 필름, 나피온 117 필름 및 나피온 1035 필름을 포함한 듀폰사의 나피온 막이 있다. 중국 특허 제1178482A호에 개시된 PTFE/나피온 복합 막을 사용할 수도 있다.
도 2는 본 발명의 방법을 이용하여 제조된 CCM의 단면도로서, 두 개의 촉매 층(B)이 PEM(A) 사이에 끼워져 있다.
본 발명의 제조방법은 촉매와 수지를 촉매 층 내의 미세다공성 막의 기공 전체로 균일하게 충전할 수 있는 충전 방법을 제공한다. 이들 미세다공성 막은 소수성이고, 필요한 경우 수분을 손쉽게 방출시킬 수 있다. 따라서 본 발명의 방법을 이용하여 제조된 촉매 코팅 막을 구비한 막 전극 어셈블리는 안정하고, 연료 전지 작동 동안 우수하게 작동한다.
도 1은 5 층 막 전극 어셈블리의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 방법을 이용하여 제조된 촉매 코팅 막의 단면도이다.
하기의 실시예를 통해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
실시예 1
촉매 함유 미세다공성 막의 제조방법은
탈이온수 0.2g을 Pt/C 촉매 0.1g에 가하여 습윤화시키는 단계(상기 촉매는 존슨 머테이사(Johnson Matthey)의 Hispec8000일 수 있음);
상기 습윤화된 촉매에 알코올 10g을 가하는 단계;
상기에서 생성된 혼합물을 30 분 동안 초음파 처리하여 촉매 분산 용액을 형성시키는 단계;
진공 테이블 상에 상하이 다공 뉴 머터리얼스 사(Shanghai DaGong New Materials Co. LTC.)에서 제조한 100cm2의 가용면적을 갖는 5 마이크로미터 두께의 미세다공성 ePTFE 막을 위치시키고, PET 네트워크로 지지하는 단계;
0.05 mPa의 진공 압력하에서, 상기 촉매 분산 용액을 ePTFE 막 위에 분산시켜 분산 용액이 막의 하부 표면까지 도달하도록 하는 단계;
상기 촉매 함유 막을, 촉매 분산 용액 함유 ePTFE 막을 50℃의 공기 건조기 위치시켜 건조시키는 단계;
모든 촉매 분산 용액이 소비될 때까지 상기의 위치, 분산 및 건조 단계를 반복하는 단계; 및
상기 건조된 미세다공성 ePTFE 막을 계량하여 막 중의 촉매의 양이 0.92 mg/cm2이 되도록 보장하는 단계
로 이루어진다.
촉매 층의 제조방법은
알코올 11.4g을 수지 함량이 5중량%인 상업용 나피온 분산 용액 0.6g에 가하는 단계(상기 나피온 분산 용액은 듀폰사 제품인 DE520일 수 있음);
상기 용액을 자기 교반기를 이용하여 균일하게 혼합하는 단계;
진공 테이블 상에 상기에서 제조된 촉매 함유 미세다공성 막과 같은 촉매 함유 미세다공성 ePTFE 막을 위치시키는 단계;
0.05mPa의 진공 조절된 압력하에서, 희석된 나피온 분산 용액을 모든 나피온 분산 용액이 소비될 때까지 막 위에 분무 코팅하는 단계;
상기 나피온 분산 용액을 갖는 막을 건조시키는 단계;
상기 막의 지지체를 제거하여 다공성 자가지지 촉매 층을 얻는 단계; 및
막을 계량하여 미세다공성 막 중 나피온 수지의 양이 0.3 mg/cm2이 되도록 보장하는 단계
로 이루어진다
상기에 기술된 방법에 의해 제조된 촉매 층을 이용하는 CCM의 제조방법은
다공성 자가지지 촉매 층을 두 개의 직사각형 조각으로 자르는 단계;
30 마이크로미터 두께의 나피온 112 막(Dupont NR112)의 양쪽 표면 중심부에 상기 직사각형 조각을 부착하여 나피온 막이 두 개의 직사각형 조각 사이에 끼워지도록 하는 단계;
상기에서 생성된 구조물을 135℃에서 2 분 동안 5 mPa의 압력하에서 고온-압착하는 단계; 및
상기 구조물을 냉각시켜 다공성 복합 촉매 코팅 막을 제조하는 단계
로 이루어진다.
실시예 2
촉매 함유 미세다공성 막의 제조방법은
알코올 6g을 Pt/C 촉매 0.1g에 가하는 단계(상기 촉매는 존슨 머테이사(Johnson Matthey)의 Hispec8000일 수 있음);
상기에서 생성된 혼합물을 30 분 동안 초음파 처리하여 촉매 분산 용액을 형성시키는 단계;
진공 테이블 상에 상하이 다공 뉴 머터리얼스 사에서 제조한 100cm2의 가용면적을 갖는 5 마이크로미터 두께의 미세다공성 ePTFE 막을 위치시키고, PET 네트워크로 지지하는 단계;
0.05 mPa의 진공 압력하에서, 상기 촉매 분산 용액을 ePTFE 막 위에 분산시켜 분산 용액이 막의 하부 표면까지 도달하도록 하는 단계;
상기 촉매 함유 막을, 촉매 분산 용액 함유 ePTFE 막을 80℃의 공기 건조기 위치시켜 건조시키는 단계;
모든 촉매 분산 용액이 소비될 때까지 상기의 위치, 분산 및 건조 단계를 반 복하는 단계; 및
상기 건조된 미세다공성 ePTFE 막을 계량하여 막 중의 촉매의 양이 1.10 mg/cm2이 되도록 보장하는 단계
로 이루어진다.
촉매 층의 제조방법은
알코올 120 g을 수지 함량이 5중량%인 상업용 나피온 분산 용액 16g에 가하는 단계(상기 나피온 분산 용액은 듀폰사 제품인 DE520일 수 있음);
상기 용액을 자기 교반기를 이용하여 균일하게 혼합하는 단계;
진공 테이블 상에 상기에서 제조된 촉매 함유 미세다공성 막과 같은 촉매 함유 미세다공성 ePTFE 막을 위치시키는 단계;
0.05mPa의 진공 조절된 압력하에서, 희석된 나피온 분산 용액을 모든 나피온 분산 용액이 소비될 때까지 막 위에 분무 코팅하는 단계;
상기 나피온 분산 용액을 갖는 막을 건조시키는 단계;
상기 막의 지지체를 제거하여 다공성 자가지지 촉매 층을 얻는 단계; 및
막을 계량하여 미세다공성 막 중 나피온 수지의 양이 0.5 mg/cm2이 되도록 보장하는 단계
로 이루어진다
상기에 기술된 방법에 의해 제조된 촉매 층을 이용하는 CCM의 제조방법은
다공성 자가지지 촉매 층을 두 개의 직사각형 조각으로 자르는 단계;
30 마이크로미터 두께의 나피온 112 막(Dupont NR112)의 양쪽 표면 중심부에 상기 직사각형을 부착하여 나피온 막이 두 개의 직사각형 사이에 끼워지도록 하는 단계;
상기에서 생성된 구조물을 135℃에서 2 분 동안 5 mPa의 압력하에서 고온-압착하는 단계; 및
상기 구조물을 냉각시켜 다공성 복합 촉매 코팅 막을 제조하는 단계
로 이루어진다.
본 발명이 특정 실시형태를 참고로 기술되었지만, 본 발명이 이러한 특정 실시형태에 제한되지 않음이 이해될 것이다. 오히려 본 발명자들은 하기의 청구항들에 의해 반영되어진 바와 같이 본 발명이 보다 넓은 의미로 이해되고 구성되도록 의도하였다. 따라서, 이들 청구항은 본 명세서에서 기술한 바람직한 실시형태 뿐만 아니라 당업계의 통상의 지식을 가진 자들에게 자명한 바와 같은 모든 다른 및 추가의 변형 및 개선 또한 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (20)

  1. 미세다공성 막을 촉매 분산 용액에 1차 노출시켜 촉매 함유 미세다공성 막을 형성시키는 단계;
    상기 촉매 함유 미세다공성 막을 수지 분산 용액에 2차 노출시켜 촉매 층을 형성시키는 단계; 및
    상기 촉매 층 두 개 사이에 양자 교환 막을 위치시켜 촉매 코팅 막을 형성시키는 단계
    로 이루어진 촉매 코팅 막의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 막의 두께가 3 내지 20 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미세기공의 직경이 0.5 내지 2.0 마이크로미터인 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 막의 기공도가 70 내지 95 %인 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 촉매 분산 용액이 촉매, 알코올 및 물로 구성된 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 촉매 : 알코올 : 물의 중량비가 1 : 10 내지 500 : 0 내지 50인 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 촉매가 나노-백금, 나노-금, 나노-루테늄, 나노-은, 나노-코발트, 나노-백금-루테늄 합금, 나노-백금-코발트 합금, 탄소 상에 지지된 나노-백금, 탄소 상에 지지된 나노-금, 탄소 상에 지지된 나노-루테늄, 탄소 상에 지지된 나노-은, 탄소 상에 지지된 나노-코발트, 탄소 상에 지지된 나노-백금-루테늄 합금 및 탄소 상에 지지된 나노-백금-코발트 합금으로 구성된 군으로부터 선택된, 촉매 특성을 갖는 1 종 이상의 화학물질인 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 1차 노출 단계가 촉매 분산 용액을 미세다공성 막 우에 코팅하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 1차 노출 단계가 0.01 내지 0.1 mPa의 진공하에서 수행되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 촉매 함유 미세다공성 막 중의 촉매의 양이 0.1 내지 0 mg/cm2인 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 1차 노출 단계 이후에 촉매 함유 미세다공성 막을 30 내지 150 ℃에서 건조시키는 단계를 추가하는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 수지 분산 용액이 1 종 이상의 수지와 1 종 이상의 용매를 포함하고, 수지 분산 용액 중 수지의 농도가 0.01 내지 3 중량%인 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 수지 분산 용액이 1 종 이상의 수지를 포함하고, 미세다공성 막 중 수지의 농도가 0.03 내지 20 mg/cm2인 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 2차 노출 단계가 촉매 함유 미세다공성 막 상에 수지 분산 용액을 코팅하는 것임을 특징으로 하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 2차 노출 단계가 0.01 내지 0.1 mPa의 진공하에서 수행되는 것임을 특징으로 하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 2차 노출 단계 이후에, 촉매 층을 25 내지 200℃에서 건조하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 미세다공성 막이 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 펠트, 폴리프로필렌 펠트, 폴리에틸렌 네트 또는 PET 부직포로 구성된 군으로부터 선택된 지지체에 의해 지지되고, 상기 지지체가 촉매 층 두 개 사이에 양자 교환 막을 위치시키는 단계 전에 제거되는 것을 특징으로 하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 촉매 층 두 개 사이에 양자 교환 막을 위치시키는 단계 이후에, 촉매 코팅 막이 고온-압착되거나 이중-로울러 고온-압착되는 것을 특징으로 하는 방법.
  19. 미세다공성 막을 촉매 분산 용액에 1차 노출시켜 촉매 함유 미세다공성 막을 형성시키는 단계;
    상기 촉매 함유 미세다공성 막을 수지 분산 용액에 2차 노출시켜 촉매 층을 형성시키는 단계; 및
    상기 촉매 층 두 개 사이에 양자 교환 막을 위치시켜 촉매 코팅 막을 형성시키는 단계
    로 이루어지고;
    상기 미세다공성 막의 두께가 3 내지 20 마이크로미터이며;
    상기 미세기공의 직경이 0.5 내지 2.0 마이크로미터이고;
    상기 미세다공성 막의 다공도가 70 내지 95%인 것을 특징으로 하는 촉매 코팅 막의 제조방법.
  20. 0.01 내지 0.1 mPa의 진공하에서 미세다공성 막을 촉매 분산 용액으로 코팅하여 촉매 함유 미세다공성 막을 형성시키는 단계;
    상기 촉매 함유 미세다공성 막을 30 내지 150℃에서 건조시키는 단계;
    0.01 내지 0.1 mPa의 진공하에서 상기 건조된 촉매 함유 미세다공성 막을 수지 분산 용액으로 코팅하여 촉매 층을 형성시키는 단계;
    25 내지 200℃에서 상기 촉매 층을 건조시키는 단계; 및
    상기 촉매 층 두 개 사이에 양자 교환 막을 위치시켜 촉매 코팅 막을 형성시키는 단계
    로 이루어지고; 상기 미세다공성 막의 두께가 3 내지 20 마이크로미터이며, 미세기공의 직경이 0.5 내지 2.0 마이크로미터이고, 미세다공성 막의 다공도가 70 내지 95%이며;
    상기 촉매가 나노-백금, 나노-금, 나노-루테늄, 나노-은, 나노-코발트, 나노-백금-루테늄 합금, 나노-백금-코발트 합금, 탄소 상에 지지된 나노-백금, 탄소 상에 지지된 나노-금, 탄소 상에 지지된 나노-루테늄, 탄소 상에 지지된 나노-은, 탄소 상에 지지된 나노-코발트, 탄소 상에 지지된 나노-백금-루테늄 합금 및 탄소 상에 지지된 나노-백금-코발트 합금으로 구성된 군으로부터 선택된, 촉매 특성을 갖는 1 종 이상의 화학물질로부터 선택되고;
    상기 촉매 함유 미세다공성 막 중의 촉매의 양이 0.1 내지 0 mg/cm2이며;
    상기 수지 분산 용액이 1 종 이상의 수지와 1 종 이상의 용매를 포함하고;
    상기 수지 분산 용액 중 수지의 농도가 0.01 내지 3 중량%이며;
    상기 미세다공성 막 중 수지의 농도가 0.03 내지 20 mg/cm2이고;
    상기 미세다공성 막이 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 펠트, 폴리프로필렌 펠트, 폴리에틸렌 네트 또는 PET 부직포로 구성된 군으로부터 선택된 지지체에 의해 지지되고, 상기 지지체가 촉매 층 두 개 사이에 양자 교환 막을 위치시키는 단계 전에 제거되는 것을 특징으로 하는 촉매 코팅 막의 제조방법.
KR1020087016612A 2005-12-12 2006-12-12 촉매 코팅 막의 제조방법 KR100978117B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CNB2005101301011A CN100515566C (zh) 2005-12-12 2005-12-12 一种催化剂涂层膜的制备方法
CN200510130101.1 2005-12-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20080080361A true KR20080080361A (ko) 2008-09-03
KR100978117B1 KR100978117B1 (ko) 2010-08-25

Family

ID=38139707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020087016612A KR100978117B1 (ko) 2005-12-12 2006-12-12 촉매 코팅 막의 제조방법

Country Status (8)

Country Link
US (2) US20070134407A1 (ko)
EP (1) EP1963013B1 (ko)
JP (1) JP2009518817A (ko)
KR (1) KR100978117B1 (ko)
CN (1) CN100515566C (ko)
AT (1) ATE460984T1 (ko)
DE (1) DE602006013036D1 (ko)
WO (1) WO2007068199A1 (ko)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100285388A1 (en) * 2007-05-18 2010-11-11 Sim Composites Inc. Catalyst-coated proton exchange membrane and process of producing same
KR20090058406A (ko) * 2007-12-04 2009-06-09 한화석유화학 주식회사 연료전지용 독립 전극 촉매 층 및 이를 이용한 막-전극접합체의 제조방법
WO2010036234A1 (en) * 2008-09-23 2010-04-01 Utc Power Corporation Fuel cell using uv curable sealant
CZ2009152A3 (cs) * 2009-03-10 2010-11-10 Elmarco S.R.O. Vrstvený filtracní materiál a zarízení pro cištení plynného média
JP5705325B2 (ja) 2010-09-30 2015-04-22 ユーティーシー パワー コーポレイション ホットプレスされた直接堆積触媒層
JP2016129085A (ja) * 2013-04-26 2016-07-14 日産自動車株式会社 ガス拡散電極体、その製造方法ならびにこれを用いる燃料電池用膜電極接合体および燃料電池
US20170200954A1 (en) * 2015-09-16 2017-07-13 Uti Limited Partnership Fuel cells constructed from self-supporting catalyst layers and/or self-supporting microporous layers
EP3606740B1 (en) 2017-04-04 2021-09-29 W. L. Gore & Associates GmbH Dielectric composite with reinforced elastomer and integrated electrode
CN107961619B (zh) * 2017-12-11 2021-02-09 中材科技膜材料（山东）有限公司 多功能覆膜滤料的制备方法
CN109921034B (zh) * 2017-12-13 2021-04-27 中国科学院大连化学物理研究所 一种阴离子交换膜燃料电池分级有序催化层的制备方法及应用
US11684702B2 (en) * 2019-05-24 2023-06-27 Conmed Corporation Gap control in electrosurgical instruments using expanded polytetrafluoroethylene
CN115193625B (zh) * 2022-08-12 2024-09-17 上海明天观谛氢能科技有限公司 一种燃料电池膜电极的喷涂夹具及喷涂方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US1276633A (en) * 1916-01-25 1918-08-20 Charles Owen Forbes Permutation-lock.
US5234777A (en) * 1991-02-19 1993-08-10 The Regents Of The University Of California Membrane catalyst layer for fuel cells
US5242764A (en) * 1991-12-17 1993-09-07 Bcs Technology, Inc. Near ambient, unhumidified solid polymer fuel cell
US5399184A (en) * 1992-05-01 1995-03-21 Chlorine Engineers Corp., Ltd. Method for fabricating gas diffusion electrode assembly for fuel cells
JP3481010B2 (ja) * 1995-05-30 2003-12-22 ジャパンゴアテックス株式会社 高分子固体電解質膜／電極一体成形体及びその製法
US6054230A (en) * 1994-12-07 2000-04-25 Japan Gore-Tex, Inc. Ion exchange and electrode assembly for an electrochemical cell
JPH1171692A (ja) * 1997-07-01 1999-03-16 Fuji Electric Co Ltd イオン交換膜と電極の接合体の製作方法および製作装置
KR100263992B1 (ko) * 1998-02-23 2000-08-16 손재익 고체고분자 연료전지의 고분자막/전극 접합체 제조방법
GB9805815D0 (en) * 1998-03-19 1998-05-13 Johnson Matthey Plc Manufacturing process
JP2001160406A (ja) * 1999-12-06 2001-06-12 Toshiba Corp 固体高分子型燃料電池の電極およびその製造方法
US6524736B1 (en) * 2000-10-18 2003-02-25 General Motors Corporation Methods of preparing membrane electrode assemblies
JP2003132900A (ja) * 2001-10-22 2003-05-09 Ube Ind Ltd 金属分散炭素膜構造体、燃料電池用電極、電極接合体、及び燃料電池
US6855660B2 (en) * 2001-11-07 2005-02-15 De Nora Elettrodi S.P.A. Rhodium electrocatalyst and method of preparation
JP2003317729A (ja) * 2002-04-26 2003-11-07 Ube Ind Ltd 多孔質黒鉛フィルムを用いた燃料電池用電極、膜−電極接合体及び燃料電池
KR100480782B1 (ko) * 2002-10-26 2005-04-07 삼성에스디아이 주식회사 연료전지 단위체, 그 제조방법 및 상기 연료전지 단위체를채용한 연료전지
US7303835B2 (en) * 2003-01-15 2007-12-04 General Motors Corporation Diffusion media, fuel cells, and fuel cell powered systems
JP2004335459A (ja) * 2003-04-18 2004-11-25 Ube Ind Ltd 金属担持多孔質炭素膜、燃料電池用電極及びそれを用いた燃料電池
CN100401563C (zh) * 2003-07-02 2008-07-09 中山大学 一种质子交换膜燃料电池膜电极组件的制备方法
US7351444B2 (en) * 2003-09-08 2008-04-01 Intematix Corporation Low platinum fuel cell catalysts and method for preparing the same
CN100521313C (zh) * 2003-10-27 2009-07-29 中国科学院大连化学物理研究所 用于质子交换膜燃料电池的膜电极结构及其制备方法
CN1564353A (zh) * 2004-03-25 2005-01-12 天津大学 液态进料直接甲醇燃料电池的膜电极及其制备工艺
JP2005285496A (ja) * 2004-03-29 2005-10-13 Toyota Motor Corp 燃料電池用膜電極複合体およびそれを備えた燃料電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN1981934A (zh) 2007-06-20
JP2009518817A (ja) 2009-05-07
WO2007068199A1 (en) 2007-06-21
US20080305250A1 (en) 2008-12-11
CN100515566C (zh) 2009-07-22
ATE460984T1 (de) 2010-04-15
EP1963013A4 (en) 2009-01-07
US20070134407A1 (en) 2007-06-14
DE602006013036D1 (de) 2010-04-29
EP1963013B1 (en) 2010-03-17
KR100978117B1 (ko) 2010-08-25
EP1963013A1 (en) 2008-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100978117B1 (ko) 촉매 코팅 막의 제조방법
US7141270B2 (en) Method for the production of membrane electrode assemblies for fuel cells
Liu et al. A review of the performance and analysis of proton exchange membrane fuel cell membrane electrode assemblies
Liu et al. Nafion/PTFE composite membranes for fuel cell applications
JP5556434B2 (ja) ガス拡散電極およびその製造方法、ならびに膜電極接合体およびその製造方法
JP3866077B2 (ja) 膜電極アセンブリを準備する方法
US7803495B2 (en) Polymer electrolyte membrane for fuel cell, method for preparing the same, and fuel cell system comprising the same
US8017281B2 (en) Membrane-electrode assembly for fuel cell with catalyst layer having a first and a second porosity
JP5166868B2 (ja) ダイレクトメタノール燃料電池（ｄｍｆｃ）のための膜電極ユニット及びそのダイレクトメタノール燃料電池（ｄｍｆｃ）への使用
KR100684787B1 (ko) 연료전지용 고분자 전해질막, 이의 제조 방법 및 이를포함하는 연료전지용 스택 및 연료전지 시스템
US20070202388A1 (en) Membrane Electrode Unit
US9780399B2 (en) Electrode assembly with integrated reinforcement layer
US20090214918A1 (en) Anode of direct methanol fuel cell and direct methanol fuel cell employing the same
KR100696680B1 (ko) 연료전지용 고분자 전해질막 및 그 제조방법
KR102672550B1 (ko) 다층 강화 복합 전해질막 및 이의 제조방법
KR20110114790A (ko) 불소계 이오노모를 이용하여 표면 개질한 탄화수소계 고분자 전해질 분리막, 막 전극 접합체 및 연료전지
JP2011134600A (ja) 膜電極接合体及び燃料電池
CA2668895A1 (en) Electrocatalyst layers for fuel cells and methods of making electrocatalyst layers for fuel cells
CN114864958A (zh) 无质子交换膜的燃料电池用电极组件及其制备方法、燃料电池
JPWO2006104128A1 (ja) 燃料電池
RU2793458C1 (ru) Электродная сборка для топливного элемента без протонообменной мембраны, способ ее получения и топливный элемент
US20230246213A1 (en) Electrode assembly for fuel cell without proton exchange membrane, preparation method thereof and fuel cell
KR20110035123A (ko) 연료전지용 막전극 접합체 및 이의 제조방법
KR20010093359A (ko) 다층 구조의 이온 전도성 고분자막을 채용한 연료전지
JP2019109967A (ja) 燃料電池用電解質膜およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130725

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140725

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150727

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160725

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170811

Year of fee payment: 8

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190809

Year of fee payment: 10