KR20140011038A - 연료전지용 탄소종이 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소종이 및 이를 포함하는 연료전지 - Google Patents

Abstract

본 발명은 연료전지용 탄소종이의 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소종이 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 발명이다. 본 발명에 따른 제조방법에 따라 연료전지용 탄소종이를 제조하게 되면 전기적 저항이 낮아 전기전도성이 우수하며, 또한 기체확산 능력이 우수한 효과가 있는 탄소종이의 제공이 가능하다. 이를 통하여 결과적으로 본 발명에 따른 탄소종이를 포함하여 연료전지를 제조하게 되면 연료전지의 성능을 좌우하는 요인 중 하나인 수분배출 능력이 우수한 연료전지의 제공이 가능하다.

Description

연료전지용 탄소종이 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소종이 및 이를 포함하는 연료전지{Method for preparing carbon paper for fuel cell, the carbon paper prepared using the method and fuel cell comprising the carbon paper}

본 발명은 연료전지용 탄소종이의 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소종이 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 전기적 저항이 낮아 전기전도성이 우수하며, 기체 투과성이 우수한 탄소종이의 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소종이 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것이다.

연료전지는 전기가 발생하는 발전부, 개질기, 연료탱크 및 연료펌프 등으로 구성된다. 발전부는 연료전지의 본체를 형성하며, 연료펌프는 연료탱크 내의 연료를 개질기로 공급한다. 개질기를 통하여 수소 가스가 발생하고 펌프에 의해 발전부로 연료가 공급되어 전기 화학 반응에 의해 전기 에너지를 발생시킨다. 상기 발전부는애노드, 캐소드 및 고분자 전해질 막으로 이루어진 막전극 접합체 (membrane electrode assembly, MEA)로 구성될 수 있다.

상기 애노드 및 캐소드는 각각 연료전지용 전극과 촉매층을 포함한다. 상기 애노드 또는 캐소드 각각에서 연료 또는 산소가 연료전지용 전극을 통하여 촉매층에 이동하면 촉매층에서 촉매 반응이 일어나며, 이러한 촉매 반응의 결과물이 서로 반응하여 전기와 물이 생성된다. 예를 들어, 직접 메탄올 연료전지에서는 애노드에 메탄올이 공급되며, 상기 공급된 메탄올이 촉매층의 산화반응에 의해 수소이온, 전자 및 이산화탄소로 분해되고, 수소이온은 고분자 전해질 막을 통하여 캐소드로 이동하며 전자는 외부회로를 통해 캐소드로 이동한다. 캐소드에서는 공기 중에서 유입된 산소, 외부 회로를 통해 이동된 전자, 및 막을 통해 이동한 수소이온이 촉매층에서 반응하여 물이 생성된다.

한편, 이러한 연료전지의 성능은 전극반응의 효율성에 따라 결정되며, 상기 전극반응의 효율성은 연료와 산화제의 물질전달 능력 및 전극반응으로 생성된 물의 배출능력에 따라 결정된다. 자동차와 같이 높은 전류밀도가 요구되는 분야에서는 전류밀도가 높은 영역에서 연료전지가 작동하므로, 단위 면적당 발생하는 물의 양도 증가한다. 따라서, 이러한 조건에서는 많은 양의 연료 및 산화제가 지속적으로 공급되고, 많은 양의 물을 지속적으로 배출하는 것이 중요한데, 상기 생성되는 물의 배출능력은 연료전지용 가스확산층(Gas Diffusion Layer: GDL)의 소수성에 크게 의존한다.

종래 일반적으로 연료전지용 가스확산층으로는 기체투과성과 전자전도성이 우수한 발수성 탄소종이가 사용되어 왔다. 종래의 탄소종이 제조방법에 있어서, 습식 (wet-laid) 공정에 의해서 탄소종이를 제조하는 경우에, 먼저 탄소섬유를 수용액 등에 분산시키고, 습식 종이형성장치를 통하여 탈수 및 초지 공정을 거친 다음 건조시켜서 탄소섬유 웹 (web)을 제조한다. 제조된 탄소섬유 웹은 열경화성 수지 등에 함침 시킨 다음 열과 압력을 가하여 경화시키고, 이러한 경화 과정을 통해서 탄소 시트가 형성되면, 마지막으로 성형된 시트 중의 열경화성 수지를 탈지 및 고온 탄화시킴으로써 제조하게 되면 탄소종이가 완성된다.

그러나, 이러한 습식 공정에 의해서 탄소종이를 제조하는 경우에 있어서, 경화 또는 탄화가 적절하게 수행되지 못하게 되면 함침된 열경화성 수지로 인해 전기적 저항이 증가하게 되고, 가스투과도를 떨어뜨려 가스확산층을 통해 투입되는 수소가스가 촉매층과 원활하게 접촉하지 못하게 되며, 결국에는 연료전지의 성능을 좌우하는 중요한 요인인 수분배출 능력이 떨어지는 연료전지를 제공하게 되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기저항이 낮아 전기전도성이 우수하며, 기체투과성이 우수한 연료전지용 탄소종이의 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소종이 및 이를 포함하는 연료전지를 제공하는 것이다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 연료전지용 탄소종이 제조방법은 습식공정에 의한 연료전지용 탄소종이 제조방법에 있어서, 1) 분산액을 습식 종이 성형장치를 통하여 탈수, 초지 및 건조시킴으로써 탄소섬유 웹을 제조하는 단계와, 2) 상기 탄소섬유 웹에 열경화성 수지를 함침 시킨 다음 열 및 압력을 가하여 경화시키는 단계, 및 3) 상기 열경화성 수지를 탄화시키는 단계를 포함하며, 상기 3) 탄화 단계는 질소를 주입하고 800~1200℃까지 승온시키는 것을 포함한다.

또한 상기 2) 경화 단계는 분당 5~15℃의 속도로 170~300℃까지 승온 시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 2) 경화 단계는 상기 승온 후 이를 0.5 내지 1시간 동안 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 3) 탄화 단계에서 상기 승온은 분당 3~5℃의 속도로 승온시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 3) 탄화 단계는 상기 승온 후 이를 1시간 내지 3시간 동안 유지하는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 경화는 산화하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 탄화 단계의 온도는 900~1100℃의 온도까지 승온시키는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 분산액 중 상기 탄소섬유는 0.02 중량% 내지 0.5 중량%의 함량으로 분산되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 열경화성 수지는 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 그 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 한다.

또한 상기 경화 단계 중 압력을 가하는 단계는 0.2 bar 내지 5 bar의 압력 하에서 수행되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 연료전지용 탄소종이는 상기 제조방법에 의해 제조된 것이다.

본 발명의 또 다른 특징에 따른 연료전지는 상기 연료전지용 탄소종이를 기체확산층으로서 포함하는 연료전지이다.

본 발명에 따른 제조방법에 따라 연료전지용 탄소종이를 제조하게 되면 전기적 저항이 낮아 전기전도성이 우수하며, 또한 기체확산 능력이 우수한 효과가 있는 탄소종이의 제공이 가능하다. 이를 통하여 결과적으로 본 발명에 따른 탄소종이를 포함한 연료전지는 연료전지의 성능을 좌우하는 요인 중 가장 중요한 요소인 수분배출 능력이 우수한 효과를 달성하는 연료전지이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 의해 작성된 연료전지의 단면을 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 사용한 탄소섬유 표면에 대한 주사전자 현미경(SEM) 관찰 사진이다.
도 3은 본 발명의 실시예 1에서 탄화 전 단계에 있는 탄소섬유 웹의 표면 주사전자 현미경(SEM) 관찰 사진이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에서 탄화 전 단계에 있는 탄소섬유 웹의 표면을 찍은 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예 1에서 탄화 후의 탄소종이 표면을 찍은 사진이다.
도 6은 본 발명의 실시예 1에서 탄화 후의 탄소종이 표면에 대한 주사전자 현미경(SEM) 관찰 사진이다.

이에 본 발명자들은 전기전도성이 우수하고, 기체투과성이 우수한 연료전지용 탄소종이를 개발하기 위하여 예의 연구 노력한 결과, 본 발명에 따른 연료전지용 탄소종이의 제조방법, 이에 따라 제조된 탄소종이 및 이를 포함하는 연료전지를 확인하여 본 발명을 완성하였다.

구체적으로 본 발명에 따른 연료전지용 탄소종이의 제조방법은 습식공정에 의한 연료전지용 탄소종이 제조방법으로서 공지의 제조방법이 모두 포함되며 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 1) 분산액을 습식 종이 성형 장치를 통하여 탈수, 초지 및 건조시킴으로써 탄소섬유 웹을 제조하는 단계와, 2) 상기 탄소섬유 웹에 열경화성 수지를 함침 시킨 다음 열 및 압력을 가하여 경화시키는 단계, 및 3) 상기 열경화성 수지를 탄화시키는 단계를 포함할 수 있다.

상기 습식공정에 의한 연료전지용 탄소종이 제조방법에 있어서, 상기 경화와 탄화가 적절한 온도 및 시간으로 수행되어야 상기 열경화성 수지로 인해 전기적 저항이 증가하게 되는 것을 막고, 가스투과도 저하를 막아 가스확산층을 통해 수소가스가 촉매층과 원활이 접촉하여 결과적으로는 연료전지의 수분배출 능력을 향상시키게 된다.

한편 상기 분산액 중의 탄소섬유는 그 길이에 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 바람직하게는 3.0㎜ 내지 8.0㎜의 탄소섬유가 사용될 수 있다. 상기 탄소섬유의 길이가 3.0㎜ 미만인 경우에는 분산성은 좋아지지만, 기공도 및 전기전도성이 떨어지는 문제점이 있어 바람직하지 않고, 8.0㎜를 초과하는 경우에는 분산액 중에서 잘 분산되지 않기 때문에 균일한 탄소종이를 제조할 수 없다는 문제점이 있어서 바람직하지 않다.

또한 상기 탄소섬유는 0.02 중량% 내지 0.5 중량%의 함량으로 분산될 수 있다. 분산액 중의 탄소섬유의 함량이 0.02 중량% 미만인 경우에는 후속 공정에서 탄소섬유 웹을 형성하기 어렵다는 문제점이 있고, 탄소섬유 함량이 0.5 중량%를 초과하는 경우에는 탄소섬유의 분산성이 떨어지는 문제점이 있어 바람직하지 않다.

본 발명에 따른 연료전지용 탄소종이 제조방법은 상기 2) 경화 단계의 승온속도를 바람직하게는 분당 5~15℃의 속도로 수행하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 분당 8~12℃로 할 수 있다. 상기 승온속도를 5℃ 미만으로 하는 경우 고온으로 승온시키는데 지나치게 많은 시간이 소요되어 바람직하지 않으며, 또한 15℃를 초과하는 경우에는 지나치게 승온속도가 빨라 경화에 필요한 충분한 시간을 제공하기가 어려워 바람직하지 않다.

또한 상기 경화는 170~300℃의 온도까지 승온시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 200~250℃의 온도까지 승온시키는 것이 바람직하다. 상기 경화의 온도를 170℃ 미만으로 하는 경우에는 경화를 위해 요구되는 충분한 온도가 부여되지 못해 바람직하지 않으며, 또한 300℃를 초과하는 경우에는 승온에 지나치게 많은 시간이 소요됨과 더불어 상기 열경화성 수지가 적절한 경화 상태를 달성하지 못할 우려가 있어 바람직하지 못하다.

또한 상기 경화의 시간은 상기 온도까지 승온 시킨 후 0.5~1시간 동안 유지하는 것이 바람직하다. 상기 시간을 0.5시간 미만 수행한 경우 승온 후 경화에 필요한 충분한 시간이 부여되지 못해 바람직하지 않으며, 또한 1시간을 초과하는 경우에는 경화에 필요한 충분한 시간이 소요되었음에도 불필요한 시간과 비용을 추가로 소요하는 것이 되어 바람직하지 않다.

또한 상기 경화 단계에서 가하는 압력은 적절한 경화 효과를 달성하는 범위이면 특별하게 제한되는 것은 아니지만, 0.2 bar 내지 5 bar의 범위로 압력을 가하여 주는 것이 바람직하다. 상기 압력이 0.2 bar 미만이면 적절한 경화 효과를 달성하기 어려우며, 상기 압력이 5 bar를 초과하는 경우에는 지나친 외력의 작용으로 경화 과정상에서 자칫 상기 탄소섬유 웹 및 열경화성 수지의 상태를 손상시킬 우려가 있어 바람직하지 않다.

또한 상기 경화 단계를 수행함에 있어 기체 상태가 특별히 제한되는 것은 아니지만, 바람직하게는 산소를 주입하여 산화가 가능한 상태에서 경화 단계를 수행하는 것이 바람직하다.

또한 상기 열경화성 수지는 탄소섬유 웹에 경화의 효과를 달성하는 물질이면 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 페놀수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 그 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것 일 수 있다.

한편 상기 3) 탄화 단계의 승온속도는 분당 3~5℃의 속도로 수행하는 것이 바람직하다. 상기 승온속도가 5℃를 초과하는 경우에는 탄화에 충분한 시간이 부여되지 못하며 급격한 온도 상승으로 탄화의 효과도 충분히 달성되기 어려워 바람직하지 않다. 또한 상기 승온속도가 3℃ 미만의 경우에는 지나치게 많은 시간이 소요되어 바람직하지 않다. 또한 탄화의 온도는 바람직하게는 800~1200℃까지 승온시키는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 900~1100℃의 온도까지 승온시킬 수 있다. 상기 온도가 800℃ 미만인 경우에는 탄화에 필요한 고온의 충분한 온도가 부여되지 못해 탄소종이에 충분한 전기전도성 및 기체투과성이 부여되기 어려우며, 또한 1200℃를 초과하는 경우에는 지나치게 높은 온도로 말미암아 탄소종이에 손상을 입힐 우려 및 불필요한 열을 발생시키기 위한 제조단가 상승 등의 문제가 있어 바람직하지 않다.

또한 상기 탄화의 시간은 상기 온도로 승온시킨 후 1시간 내지 3시간 동안 유지하는 것이 바람직하다. 상기 탄화 시간이 1시간 미만이면 승온 후 탄화에 필요한 충분한 시간 및 열이 공급되지 못해 탄소종이에 충분한 전기전도성 및 기체투과성을 부여하기 어려우며, 3시간을 초과하는 경우에는 탄소종이를 손상시킬 우려가 있을 뿐만 아니라 고온의 상태를 불필요하게 장시간 유지하여야 하므로 제조단가가 지나치게 상승하는 문제가 있어 바람직하지 않다.

또한 상기 탄화 단계를 수행함에 있어서, 바람직하게는 질소가 주입된 상태에서 탄화를 수행하는 것이 바람직하다. 상기 질소가 주입됨으로 인해 탄소종이의 전기전도성 및 기체투과성이 보다 우수하게 달성될 수 있다.

전술한 본 발명의 방법에 따라 제조된 연료전지용 탄소종이는 최적의 조건에서 경화와 탄화를 수행하여 제조된 것으로서 열경화성 수지로 인한 전기전도성의 저하 방지 및 기체투과성 저하를 방지하여, 전기전도성과 기체투과성이 우수하다. 그리하여 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 연료전지용 탄소종이를 가스확산층으로 하는 경우에는 연료전지의 성능을 좌우하는 요인 중 가장 중요한 요소인 수분배출 능력이 월등히 향상된 연료전지의 제공이 가능하다.

본 발명의 또 다른 연료전지용 탄소종이는 상기 방법에 의해 제작된 연료전지용 탄소종이를 포함할 수 있다.

또한 본 발명의 또 다른 특징에 따른 연료전지는 상기 탄소종이를 포함할 수 있으며, 그 제작방법은 특별한 제한 없이 일반적으로 당업계에 적용되는 연료전지의 제작방법에 의해 제작된 모든 연료전지가 포함될 수 있다.

도 1은 이러한 연료전지의 일실시예에 따라 제작된 연료전지의 단면도를 나타낸 그림이다.

이하 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예

실시예 1

탄소섬유는 도레이 T-700을 사용하였으며, 섬유직경은 평균적으로 대략 7㎛이다. 또한 탄소섬유의 길이는 4.5㎜인 탄소섬유를 사용하였다. 이러한 탄소섬유를 CHCl₂ 유기용매에 혼합하였다. 또한 이러한 혼합액에는 바인더 섬유 및 점도 조절을 위한 아크릴계 증점제를 혼합시켜 점도가 60cp 이상을 유지되게 하였고, 제타전위는 -90㎷를 유지시켜 수용액 내에서 탄소섬유의 분산이 균일하게 이루어지도록 하였다. 또한 이러한 혼합액내 탄소섬유의 첨가량은 전체 수용액 대비 0.05중량%, 바인더 섬유는 0.01중량%를 첨가하였다. 그리하여 이러한 수용액을 1000rpm에서 2시간 동안 교반하였다. 그 후 가로 25㎝, 세로25㎝이고 160 mesh 스테인리스와이어 스크린(wire screen)의 하부에 깔려있는 초지 장치 반응기에 수용액을 부었다. 그리고 이러한 수용액의 유동이 멈춘 후 탈수하였고, 흡수지를 사용하여 2차 탈수 한 후 표면온도가 75℃인 드럼건조기를 통과시켜서 탄소섬유 웹을 완성하였다. 이렇게 제조된 탄소섬유 웹의 두께는 2기압으로 압축했을 때 평균적으로 대략 180 마이크로미터 정도를 나타내었다. 도 2는 본 발명에서 사용한 탄소섬유의 표면을 주사전자 현미경(SEM)으로 찍은 사진이고, 도 3은 본 실시예에서 제작한 탄소섬유 웹의 표면을 주사전자 현미경(SEM)으로 찍은 사진이다. 또한 도 4는 이러한 탄소섬유 웹의 표면사진이다.

그 후 아세톤 용액 300㎖에 열경화성 수지로 페놀수지 100㎖를 혼합하여 용해시킨 후 이를 본 실시예에 따라 제조된 탄소섬유 웹으로서 일정 크기로 재단한 탄소섬유 웹에 코팅하였다. 그 후 이를 전기로에 투입하고 산소 분위기에서 승온 속도를 분당 10℃로 상승시켜 200℃에 도달 시켜 산화를 유도한 후 1시간 동안 체류 시켜 페놀수지를 경화시켰다. 그 후 질소 분위기에서 다시 승온 속도를 분당 3℃씩 상승시켜 1000℃까지 승온시킨후 이를 2시간 동안 유지하여 탄화를 시켰다. 그 후 전기로의 온도를 자연적으로 하강시켜 연료전지용 탄소종이를 제조하였다. 도 5는 탄화 후 탄소종이의 표면을 찍은 사진이고, 도 6은 탄화 후 탄소종이 표면의 주사전자 현미경(SEM) 사진이다.

실시예 2

상기 탄화 온도는 900℃까지 승온하여 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 탄소종이를 제조하였다.

실시예 3

상기 탄화 온도는 800℃까지 승온하여 수행한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 탄소종이를 제조하였다.

비교예

상기 재단된 탄소섬유 웹에 페놀수지 혼합액을 코팅한 후 상온에서 건조시킨 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 탄소종이를 제조하였다.

실험예 : 탄소종이의 전기저항성 및 기체투과성 측정

실시예 1, 실시예 2, 실시예 3 및 비교예에 의해 각각 제조된 탄소종이를 가지고 그 두께, 전기저항 및 기체투과성을 측정하는 실험을 진행하였다. 본 실험은 기체확산층 물성 평가장치(CPRT 10L)를 사용하여 측정하였으며, 상압에서 16bar까지 압력을 높이며 측정하는 방법으로 실시하였고, 이의 결과는 하기 표 1에 나타냈다.

상기 표 1에서 전기저항(resistance)은 낮은 값을 보일수록 우수한 것이며, 기체투과성(permeability)은 높은 값을 보일수록 우수한 탄소종이에 해당한다. 상기 표 1에서 확인할 수 있는 바와 실시예 1과 같이 실시하여 제조된 탄소종이의 경우가 나머지 경우들에 비해 탄소종이의 두께 방향으로 작용하는 전기저항 값인 Through-plane resistance, 면 방향으로 투과하는 기체투과성을 의미하는 In-plane gas permeability 및 탄소종이를 두께 방향으로 투과하는 기체투과성을 의미하는 Through-plane gas permeability 값이 모두 가장 우수한 것으로 확인되었다. 특히실시예 1의 경우는 나머지 경우들에 비해 압력이 증가할수록 Through-plane resistance 값이 큰 폭으로 현저하게 낮아지는 것을 확인할 수 있어, 압력이 증가한 연료전지 내에서도 전기전도성이 월등히 우수한 탄소종이 임을 확인할 수 있었다. 또한 실시예 1의 경우는 압력이 증가할수록 그 두께가 큰 폭으로 현저하게 얇아지는 것을 확인할 수 있어 제품의 경박화 및 연료전지 내에서 적용하기가 훨씬 수월한 탄소종이 임을 확인할 수 있었다. 또한 상기 실시예 1, 실시예 2 및 실시예 3의 경우가 비교예의 경우에 비해 모든 경우에서 우수한 측정값을 보임을 확인할 수 있었다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (12)

1. 습식공정에 의한 연료전지용 탄소종이 제조방법에 있어서,
   1) 분산액을 습식 종이 성형장치를 통하여 탈수, 초지 및 건조시킴으로써 탄소섬유 웹을 제조하는 단계;
   2) 상기 탄소섬유 웹에 열경화성 수지를 함침시킨 다음 열 및 압력을 가하여 경화시키는 단계; 및
   3) 상기 열경화성 수지를 탄화시키는 단계;
   를 포함하며, 상기 3) 탄화 단계는 질소를 주입하고 800~1200℃까지 승온시키는 것을 포함하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 2) 경화 단계는 분당 5~15℃의 속도로 170~300℃까지 승온 시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
3. 제 2항에 있어서,
   상기 2) 경화 단계는 상기 승온 후 이를 0.5 내지 1시간 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
4. 제 1항에 있어서
   상기 3) 탄화 단계에서 상기 승온은 분당 3~5℃의 속도로 승온시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
5. 제 1항에 있어서,
   상기 3) 탄화단계는 상기 승온 후 이를 1시간 내지 3시간 동안 유지하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
6. 제 1항에 있어서,
   상기 경화는산화하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 탄화 단계의 온도는 900~1100℃의 온도까지 승온시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
8. 제 1항에 있어서,
   상기 분산액 중 상기 탄소섬유는 0.02 중량% 내지 0.5 중량%의 함량으로 분산되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
9. 제 1항에 있어서,
   상기 열경화성 수지는 페놀 수지, 폴리우레탄 수지, 멜라민 수지, 에폭시 수지 및 그 혼합물로 이루어지는 군 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
   
10. 제 1항에 있어서,
    상기 경화 단계 중 압력을 가하는 단계는 0.2 bar 내지 5 bar의 압력 하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 탄소종이 제조방법.
    
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 따른 제조방법에 의해 제조된 연료전지용 탄소종이.
    
12. 제 11항에 따른 연료전지용 탄소종이를 기체확산층으로서 포함하는 연료전지.
    

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