KR20170097415A - Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof - Google Patents

Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20170097415A
KR20170097415A KR1020160019143A KR20160019143A KR20170097415A KR 20170097415 A KR20170097415 A KR 20170097415A KR 1020160019143 A KR1020160019143 A KR 1020160019143A KR 20160019143 A KR20160019143 A KR 20160019143A KR 20170097415 A KR20170097415 A KR 20170097415A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
protective film
catalyst layer
hole
electrolyte membrane
electrode assembly
Prior art date
Application number
KR1020160019143A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102083052B1 (en
Inventor
최성호
김혁
김도영
민민규
윤혜림
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020160019143A priority Critical patent/KR102083052B1/en
Publication of KR20170097415A publication Critical patent/KR20170097415A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102083052B1 publication Critical patent/KR102083052B1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M8/1004Fuel cells with solid electrolytes characterised by membrane-electrode assemblies [MEA]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/86Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/88Processes of manufacture
    • H01M4/8878Treatment steps after deposition of the catalytic active composition or after shaping of the electrode being free-standing body
    • H01M4/8896Pressing, rolling, calendering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M8/00Fuel cells; Manufacture thereof
    • H01M8/10Fuel cells with solid electrolytes
    • H01M2008/1095Fuel cells with polymeric electrolytes
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells
    • Y02E60/521
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

The present invention relates to a membrane electrode assembly, comprising a cathode and an anode having a gas diffusion layer and a catalyst layer, and an electrolyte membrane arranged between the anode and the cathode, a fuel cell comprising the same, and a method for manufacturing the same. The membrane electrode assembly comprises a hydrocarbon-based electrolyte membrane; a first protective film; an anode catalyst layer and a cathode catalyst layer which are arranged on both sides of the hydrocarbon-based electrolyte membrane having the first protective film; and a second protective film having the first protective film and a second through-hole. According to an embodiment of the present invention, durability of the membrane electrode assembly is increased.

Description

막 전극 접합체, 이를 포함하는 연료 전지 및 이의 제조방법{MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY, FUEL CELL COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a membrane electrode assembly, a membrane electrode assembly, a fuel cell including the membrane electrode assembly, and a method of manufacturing the same. BACKGROUND ART [0002] Membrane Electrode Assemblies

본 명세서는 기체확산층 및 촉매층을 포함하는 캐소드 및 애노드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 구비되는 전해질막을 포함하는 막 전극 접합체, 이를 포함하는 연료 전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode and an anode comprising a gas diffusion layer and a catalyst layer; And an electrolyte membrane provided between the anode and the cathode, a fuel cell including the membrane electrode assembly, and a method of manufacturing the same.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 수 있는 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 대체에너지의 하나로서 연료전지는 고효율이고, NOx 및 SOx 등의 공해 물질을 배출하지 않으며, 사용되는 연료가 풍부하다는 등의 장점으로 인해 특히 주목받고 있다.Recently, as the exhaustion of existing energy resources such as oil and coal is predicted, interest in energy that can replace them is increasing. As one of such alternative energies, fuel cells have attracted particular attention due to their advantages such as high efficiency, no emission of pollutants such as NOx and SOx, and abundant fuel.

연료전지는 연료와 산화제의 화학 반응 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템으로서, 연료로는 수소와 메탄올, 부탄 등과 같은 탄화수소가, 산화제로는 산소가 대표적으로 사용된다.A fuel cell is a power generation system that converts the chemical reaction energy of a fuel and an oxidant into electric energy. Hydrogen, hydrocarbons such as methanol and butane are used as fuel, and oxygen is used as an oxidant.

연료전지에는 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC), 직접메탄올형 연료전지(DMFC), 인산형 연료전지(PAFC), 알칼리형 연료전지(AFC), 용융탄산염형 연료전지(MCFC), 고체산화물형 연료전지(SOFC) 등이 있다. 그 중에서 고분자전해질형 연료전지는 에너지 밀도가 크고 출력이 높아 가장 활발하게 연구되고 있다. 이러한 고분자 전해질형 연료전지는 전해질로서 액체가 아닌 고체 고분자 전해질막을 사용한다는 점에서 다른 연료전지와 차이가 있다.BACKGROUND ART Fuel cells include a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a direct methanol fuel cell (DMFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), an alkaline fuel cell (AFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC) And a battery (SOFC). Among them, polymer electrolyte fuel cells have been actively studied because they have high energy density and high output. Such a polymer electrolyte fuel cell differs from other fuel cells in that it uses a solid polymer electrolyte membrane instead of a liquid electrolyte.

한국공개특허 제 2003-0076057 호Korean Patent Publication No. 2003-0076057

본 명세서는 막 전극 접합체, 이를 포함하는 연료 전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다. The present specification is intended to provide a membrane electrode assembly, a fuel cell including the same, and a method of manufacturing the same.

본 명세서는 탄화수소계 전해질막; 상기 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비되고 두께방향으로 관통된 제1 관통홀을 갖는 제1 보호필름; 상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층; 및 상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부를 덮도록 각각 구비되고, 두께방향으로 관통된 제2 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 포함하는 막 전극 접합체를 제공한다. The present invention relates to a hydrocarbon-based electrolyte membrane; A first protective film provided on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane and having first through-holes penetrating in the thickness direction; An anode catalyst layer and a cathode catalyst layer provided on both surfaces of a hydrocarbon-based electrolyte membrane provided with the first protective film so as not to overlap with the first protective film; And a second passivation film provided on the other surface of the first protective film and the anode catalyst layer and on the other surface of the first protective film and the cathode catalyst layer to cover a part of the anode catalyst layer or the cathode catalyst layer, And a second protective film having a hole.

또한, 본 명세서는 상기 막 전극 접합체를 포함하는 연료 전지를 제공한다. Further, the present specification provides a fuel cell including the membrane electrode assembly.

또한, 본 명세서는 탄화수소계 전해질막의 양면에 두께방향으로 관통된 제1 관통홀을 갖는 제1 보호필름을 각각 적층하는 단계; 상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층을 적층하는 단계; 및 상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부를 덮도록, 두께방향으로 관통된 제2 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 적층하는 단계를 포함하는 막 전극 접합체의 제조방법을 제공한다. The present invention also relates to a method of manufacturing a fuel cell, comprising the steps of: laminating a first protective film having a first through hole penetrating in a thickness direction on both surfaces of a hydrocarbon-based electrolyte membrane; Stacking an anode catalyst layer and a cathode catalyst layer on both sides of a hydrocarbon-based electrolyte membrane provided with the first protective film so as not to overlap with the first protective film; And a second through hole penetrating in the thickness direction so as to cover a part of the anode catalyst layer or the cathode catalyst layer on one surface provided with the first protective film and the anode catalyst layer and on the other surface provided with the first protective film and the cathode catalyst layer And a step of laminating a second protective film on the surface of the membrane electrode assembly.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 막 전극 접합체는 내구성이 향상되는 장점이 있다. The membrane electrode assembly according to one embodiment of the present invention has an advantage of improving durability.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 막 전극 접합체는 전해질막이 직접 연료 또는 공기에 노출되는 것을 방지할 수 있다.The membrane electrode assembly according to one embodiment of the present disclosure can prevent the electrolyte membrane from being directly exposed to fuel or air.

도 1은 연료전지의 전기 발생 원리를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 연료전지용 막 전극 접합체의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 연료전지의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 실시예 1-2 및 비교예 1의 RH 사이클 테스트결과 그래프이다.
도 5는 비교예 1의 경우, 전해질 막과 보호필름의 edge에서 크랙이 발생하는 경우를 나타낸 것이다.
도 6은 본 명세서에 따른 제1 실시상태의 막 전극 접합체의 수직단면도이다.
도 7은 본 명세서에 따른 제2 실시상태의 막 전극 접합체의 수직단면도이다.
도 8은 본 명세서에 따른 제3 실시상태의 막 전극 접합체의 수직단면도이다.
도 9은 본 명세서에 따른 제4 실시상태의 막 전극 접합체의 수직단면도이다.
도 10은 본 명세서에 따른 제5 실시상태의 막 전극 접합체의 수직단면도이다.
도 11는 본 명세서에 따른 제6 실시상태의 막 전극 접합체의 수직단면도이다.
도 12은 본 명세서에 따른 제2 실시상태의 막 전극 접합체의 제조방법의 순서도이다.
도 13은 본 명세서에 따른 제6 실시상태의 막 전극 접합체의 제조방법의 순서도이다.
1 is a schematic view showing an electricity generation principle of a fuel cell.
2 is a schematic view showing the structure of a membrane electrode assembly for a fuel cell.
3 is a schematic view showing one embodiment of a fuel cell.
4 is a graph of RH cycle test results of Example 1-2 and Comparative Example 1. Fig.
FIG. 5 shows a case where cracks are generated at edges of the electrolyte membrane and the protective film in the case of Comparative Example 1. FIG.
6 is a vertical sectional view of the membrane electrode assembly of the first embodiment according to the present invention.
7 is a vertical sectional view of the membrane electrode assembly of the second embodiment according to the present specification.
8 is a vertical cross-sectional view of the membrane electrode assembly of the third embodiment according to the present invention.
9 is a vertical cross-sectional view of the membrane electrode assembly of the fourth embodiment according to the present specification.
10 is a vertical cross-sectional view of the membrane electrode assembly of the fifth embodiment according to the present specification.
11 is a vertical sectional view of the membrane electrode assembly of the sixth embodiment according to the present invention.
12 is a flowchart of a method of manufacturing a membrane electrode assembly according to a second embodiment of the present invention.
13 is a flowchart of a method of manufacturing a membrane electrode assembly according to a sixth embodiment of the present invention.

이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서는 기체확산층 및 촉매층을 포함하는 캐소드 및 애노드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 구비되는 전해질막을 포함하는 막 전극 접합체에 관한 것이다. The present invention relates to a cathode and an anode comprising a gas diffusion layer and a catalyst layer; And an electrolyte membrane provided between the anode and the cathode.

도 1은 연료전지의 전기 발생 원리를 개략적으로 도시한 것으로, 연료전지에 있어서, 전기를 발생시키는 가장 기본적인 단위는 막 전극 접합체(MEA)인데, 이는 전해질막(M)과 이 전해질막(M)의 양면에 형성되는 애노드(A) 및 캐소드(C)로 구성된다. 연료전지의 전기 발생 원리를 나타낸 도 1을 참조하면, 애노드(A)에서는 수소 또는 메탄올, 부탄과 같은 탄화수소 등의 연료(F)의 산화 반응이 일어나 수소 이온(H+) 및 전자(e-)가 발생하고, 수소 이온은 전해질막(M)을 통해 캐소드(C)으로 이동한다. 캐소드(C)에서는 전해질막(M)을 통해 전달된 수소 이온과, 산소와 같은 산화제(O) 및 전자가 반응하여 물(W)이 생성된다. 이러한 반응에 의해 외부회로에 전자의 이동이 발생하게 된다.FIG. 1 schematically shows an electricity generating principle of a fuel cell. In a fuel cell, the most basic unit for generating electricity is a membrane electrode assembly (MEA), which includes an electrolyte membrane M and an electrolyte membrane M, And an anode (A) and a cathode (C) formed on both sides of the cathode (C). Referring to Fig. Showing the electricity generating principle of a fuel cell 1, an anode (A) in the hydrogen or methanol, butane and the oxidation of the fuel (F) of the hydrocarbon and so on up the hydrogen ions (H +) and electron (e -), such as And the hydrogen ions move to the cathode C through the electrolyte membrane M. In the cathode (C), the hydrogen ions transferred through the electrolyte membrane (M) react with the oxidizing agent (O) such as oxygen, and water (W) is produced. This reaction causes electrons to migrate to the external circuit.

도 2는 연료전지용 막 전극 접합체의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 연료전지용 막 전극 접합체는 전해질막(10)과, 이 전해질막(10)을 사이에 두고 서로 대향하여 위치하는 캐소드(50) 및 애노드(51)를 구비할 수 있다. 상기 캐소드에는 전해질막(10)으로부터 순차적으로 캐소드 촉매층(20)과 캐소드 기체확산층(40)이 구비되고, 상기 애노드에는 전해질막(10)으로부터 순차적으로 애노드 촉매층(21) 및 애노드 기체확산층(41)이 구비될 수 있다.2 schematically shows the structure of a membrane electrode assembly for a fuel cell. The membrane electrode assembly for a fuel cell includes an electrolyte membrane 10, a cathode 50 positioned opposite to the electrolyte membrane 10, And an anode 51 may be provided. The cathode includes a cathode catalyst layer 20 and a cathode gas diffusion layer 40 sequentially from an electrolyte membrane 10. The anode includes an anode catalyst layer 21 and an anode gas diffusion layer 41 successively from the electrolyte membrane 10, .

본 명세서는 탄화수소계 전해질막; 상기 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비되고 두께방향으로 관통된 제1 관통홀을 갖는 제1 보호필름; 상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층; 및 상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부를 덮도록 각각 구비되고, 두께방향으로 관통된 제2 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 포함하는 막 전극 접합체를 제공한다.The present invention relates to a hydrocarbon-based electrolyte membrane; A first protective film provided on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane and having first through-holes penetrating in the thickness direction; An anode catalyst layer and a cathode catalyst layer provided on both surfaces of a hydrocarbon-based electrolyte membrane provided with the first protective film so as not to overlap with the first protective film; And a second passivation film provided on the other surface of the first protective film and the anode catalyst layer and on the other surface of the first protective film and the cathode catalyst layer to cover a part of the anode catalyst layer or the cathode catalyst layer, And a second protective film having a hole.

본 명세서의 막 전극 접합체는 상기 캐소드와 애노드 사이에 구비되는 탄화수소계 전해질막을 포함한다. 구체적으로, 상기 캐소드의 촉매층과 애노드의 촉매층 사이에 구비되는 탄화수소계 전해질막을 포함한다.The membrane electrode assembly of the present invention includes a hydrocarbon-based electrolyte membrane provided between the cathode and the anode. Specifically, a hydrocarbon-based electrolyte membrane is provided between the catalyst layer of the cathode and the catalyst layer of the anode.

상기 막 전극 접합체의 탄화수소계 전해질막은 양성자가 통하는 매개체이자 공기와 수소 가스의 분리막의 역할을 한다. 탄화수소계 전해질막의 양성자 이동도가 높을수록 막 전극 접합체의 성능이 높아진다. 이때, 탄화수소계 전해질막의 양성자 이동도는 습도에 영향을 받으며, 습도가 높을수록 양성자의 이동이 용이하다.The hydrocarbon-based electrolyte membrane of the membrane electrode assembly serves as a medium through which protons pass and serves as a separation membrane of air and hydrogen gas. The higher the proton mobility of the hydrocarbon-based electrolyte membrane, the higher the performance of the membrane electrode assembly. At this time, the proton mobility of the hydrocarbon-based electrolyte membrane is affected by humidity, and the higher the humidity, the more easily the proton can move.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 고분자 전해질막을 형성하는 고분자 전해질 조성물은 용매 및 고분자를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polymer electrolyte composition forming the polymer electrolyte membrane may include a solvent and a polymer.

상기 고분자는 1 이상의 탄화수소계 중합체일 수 있으며, 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 재료를 사용할 수 있다. The polymer may be at least one hydrocarbon polymer, and conventional materials known in the art may be used.

예를 들면, 상기 고분자는 술포네이티드 폴리 에테르에테르키톤, 술포네이티드 폴리키톤, 술포네이티드 폴리(페닐렌 옥사이드), 술포네이티드 폴리(페닐렌 술파이드), 술포네이티드 폴리술폰, 술포네이티드 폴리카보네이트, 술포네이티드 폴리스티렌, 술포네이티드 폴리이미드, 술포네이티드 폴리퀴녹살린, 술포네이티드 (포스포네이티드) 폴리포스파젠 및 술포네이티드 폴리벤즈이미다졸 중에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다.For example, the polymer may be selected from the group consisting of sulfonated polyetheretherketone, sulfonated polyketone, sulfonated poly (phenylene oxide), sulfonated poly (phenylene sulfide), sulfonated polysulfone, (Phosphonite) polyphosphazene, and a sulfonated polybenzimidazole, and at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of poly (vinylidene fluoride), polycarbonate, sulfonated polystyrene, sulfonated polyimide, sulfonated polyquinoxaline, .

고분자의 함량은 적용하고자 하는 연료전지용 전해질막에 요구되는 적정한 IEC (ion exchange capacity) 값에 따라 조절될 수 있다. 연료전지용 분리막 제조를 위한 고분자 합성의 경우, IEC (ion exchange capacity) meq./g = mmol/g의 값을 계산하여 고분자를 디자인할 수 있다. 필요에 따라 다르지만, 0.5 ≤ IEC ≤ 3 의 범위 내가 되도록 고분자 함량을 선택할 수 있다. The content of the polymer can be adjusted according to the appropriate IEC (ion exchange capacity) value required for the electrolyte membrane for a fuel cell to be applied. In the case of polymer synthesis for membrane separation for fuel cells, the polymer can be designed by calculating the ion exchange capacity (IEC) meq./g = mmol / g. The polymer content can be selected so as to be within the range of 0.5 < = IEC <

상기 고분자는 중량평균분자량이 수만에서 수백만일 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자의 중량평균분자량은 1만에서 100만 내에서 선택될 수 있다.The polymer may have a weight average molecular weight ranging from tens of thousands to millions. Specifically, the weight average molecular weight of the polymer may be selected within the range of 10,000 to 1,000,000.

상기 용매는 고분자와 반응하여 고분자를 용해시킬 수 있는 물질이면 크게 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 재료를 사용할 수 있다.The solvent is not particularly limited as long as it is a substance capable of reacting with the polymer to dissolve the polymer, and conventional materials known in the art can be used.

상기 고분자 전해질 조성물을 이용하여 탄화수소계 전해질막을 형성하는 방법은 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 상기 고분자 전해질 조성물을 이용하여 캐스팅법으로 전해질막을 형성하거나, 다공성 지지체에 고분자 전해질 조성물을 함침시켜 전해질막을 형성할 수 있다. The hydrocarbon electrolyte membrane may be formed using the polymer electrolyte composition by a conventional method known in the art. For example, an electrolyte membrane may be formed by casting using the polymer electrolyte composition, May be impregnated with a polymer electrolyte composition to form an electrolyte membrane.

불소계 전해질막과 동등 수준의 이온 전도도 및 단위 전지의 성능을 구현하기 위해, 일반적으로 탄화수소계 전해질막의 경우, 불소계 전해질막에 비하여 높은 IEC값을 가지도록 고분자를 중합한다. 그러나, 높아진 IEC값만큼 물 흡습율이 높아져 가습 상황에 의한 탄화수소계 전해질막의 치수 변화가 증가하여 치수 안정성이 감소한다. In order to realize the ion conductivity and the performance of a unit cell at the same level as that of the fluorine-based electrolyte membrane, the polymer is polymerized to have a higher IEC value than the fluorine-based electrolyte membrane in general in the case of the hydrocarbon-based electrolyte membrane. However, since the water absorption rate is increased by the increased IEC value, the dimensional stability of the hydrocarbon electrolyte membrane is increased due to the humidification situation, and the dimensional stability is decreased.

탄화수소계 전해질막에 전극을 전사한 후 탄화수소계 전해질막과 전극의 경계에 보호필름을 부착하는 경우 가습 상태에 의한 치수 변화가 민감한 탄화수소계 전해질막은 전극전사 후 탄화수소계 전해질막의 표면 중 전극이 전사되지 않은 표면이 매끈하지 못하고 겹쳐지거나 구김이 발생하는 문제가 발생한다. When a protective film is attached to the boundary between the hydrocarbon-based electrolyte membrane and the electrode after transferring the electrode to the hydrocarbon-based electrolyte membrane, the hydrocarbon-based electrolyte membrane having a sensitive dimensional change due to the humidifying state has a problem that the electrodes are not transferred on the surface of the hydrocarbon- There is a problem that the surface is not smooth and is overlapped or wrinkled.

탄화수소계 전해질막은 가습 상황에서 막의 뒤틀림 또는 치수변화가 발생하므로, 탄화수소계 전해질막의 표면 중 전극이 전사되지 않은 표면의 형태를 유지하도록 상기 막의 뒤틀림 또는 치수변화를 방지하기 위해 전극을 전해질막에 부착하기 전에 보호필름을 먼저 부착하고 전극을 부착한다. 그러나, 이와 같은 경우 전극과 보호필름 사이에 전해질막이 노출될 수 있다. Since the hydrocarbon-based electrolyte membrane has a warpage or a dimensional change of the membrane in a humidifying state, it is preferable to adhere the electrode to the electrolyte membrane to prevent warping or dimensional change of the membrane so as to maintain the shape of the surface of the hydrocarbon- First, the protective film is attached first and the electrode is attached. However, in such a case, the electrolyte membrane may be exposed between the electrode and the protective film.

한편, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 막 전극 접합체는 전해질막이 직접 연료 또는 공기에 노출되는 것을 방지할 수 있다. Meanwhile, the membrane electrode assembly according to one embodiment of the present disclosure can prevent the electrolyte membrane from being directly exposed to fuel or air.

또한, 본 명세서의 일 실시상태에 따른 막 전극 접합체는 내구성이 향상되는 장점이 있다. In addition, the membrane electrode assembly according to one embodiment of the present invention has an advantage of improving durability.

상기 제1 보호필름은 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비되고 두께방향으로 관통된 제1 관통홀을 가질 수 있다. The first protective film may have first through holes provided on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane and penetrated in the thickness direction.

상기 제1 보호필름은 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층과 겹치지 않을 수 있다. The first protective film may not overlap with the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer provided on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적과 같거나 넓을 수 있다. The cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole may be equal to or wider than the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적과 같을 수 있다. The cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole may be the same as the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적보다 넓을 수 있다. The cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole may be wider than the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적과 같거나 넓을 수 있다.The cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole may be equal to or larger than the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적과 같을 수 있다. The cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole may be the same as the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적보다 넓을 수 있다.The cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole may be wider than the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적 및 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적과 같을 수 있다.Sectional area of the first through-hole may be the same as the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer and the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적 및 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적보다 넓을 수 있다. Sectional area of the first through-hole may be larger than a cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer and a cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적과 같고, 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적보다 넓을 수 있다.Sectional area of the first through-hole may be the same as the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer and wider than the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적과 같고, 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적보다 넓을 수 있다.Sectional area of the first through-hole may be the same as the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer and wider than the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적이 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적보다 넓을 경우, 상기 제1 관통홀과 애노드 촉매층의 이격거리는 0.1mm 이상 100mm 이하일 수 있다. When the cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole is wider than the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer, the distance between the first through-hole and the anode catalyst layer may be 0.1 mm or more and 100 mm or less.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적이 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적보다 넓을 경우, 상기 제1 관통홀과 캐소드 촉매층의 이격거리는 0.1mm 이상 50mm 이하일 수 있다. When the cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole is larger than the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer, the distance between the first through-hole and the cathode catalyst layer may be 0.1 mm or more and 50 mm or less.

상기 제1 보호필름은 하나의 제1 관통홀을 가질 수 있다. 상기 하나의 제1 관통홀은 제1 보호필름의 면방향 중앙부에 위치할 수 있다. The first protective film may have a first through hole. The one first through-hole may be located at the center in the plane direction of the first protective film.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면의 형태는 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 형태에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 사각형 또는 원형일 수 있다. The cross-sectional shape of the first through-hole may be selected depending on the planar shape of the membrane electrode assembly or the fuel cell, and may be, for example, a square or a circle.

상기 제1 보호필름의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리이미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The material of the first protective film may include at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyimide.

상기 제1 보호필름의 두께는 5㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다. The thickness of the first protective film may be 5 占 퐉 or more and 100 占 퐉 or less.

상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 단면적에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 5cm2 이상 500cm2 이하일 수 있다. Plane direction cross-sectional area of the first through-hole can be selected according to the film plane direction, the cross-sectional area of the electrode assembly or fuel cell, for example, 5cm 2 or more may be less than 500cm 2.

상기 애노드의 촉매층은 연료의 산화 반응이 일어나는 곳으로, 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-전이금속 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 촉매가 바람직하게 사용될 수 있다. The catalyst layer of the anode may be a catalyst selected from the group consisting of platinum, ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy and platinum- Can be used.

상기 캐소드의 촉매층은 산화제의 환원 반응이 일어나는 곳으로, 백금 또는 백금-전이금속 합금이 촉매로 바람직하게 사용될 수 있다. The catalyst layer of the cathode is where the reduction reaction of the oxidizing agent occurs, and platinum or a platinum-transition metal alloy can be preferably used as a catalyst.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 촉매층의 두께는 각각 3㎛ 이상 30㎛ 이하일 수 있다. 이때, 상기 애노드의 촉매층과 캐소드의 촉매층의 두께는 서로 동일하거나, 각각 상이할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the thickness of the catalyst layer may be 3 탆 or more and 30 탆 or less, respectively. At this time, the thickness of the catalyst layer of the anode and the thickness of the catalyst layer of the cathode may be the same or different from each other.

상기 촉매들은 그 자체로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 탄소계 담체에 담지되어 사용될 수 있다.The catalysts can be used not only by themselves but also by being supported on a carbon-based carrier.

상기 탄소계 담체로는 탄소계 물질로는 흑연(그라파이트), 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 덴카 블랙, 캐천 블랙, 활성 카본, 중다공성 카본, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노혼, 탄소나노링, 탄소나노와이어, 플러렌(C60) 및 수퍼P블랙(Super P black)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직한 예가 될 수 있다.Examples of the carbon-based material include graphite, carbon black, acetylene black, denka black, cacao black, activated carbon, mesoporous carbon, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanohorn, , Carbon nanowire, fullerene (C60), and super P black (a mixture of two or more) may be preferable examples.

촉매층을 도입하는 과정은 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 수행할 수 있는데, 예를 들면 촉매 조성물을 전해질막에 직접적으로 코팅하거나, 별도의 기재에 촉매층을 형성한 후 전해질막에 열압착하고 별도의 기재를 제거하여 형성할 수 있다. 이때 촉매 조성물의 코팅 방법은 특별하게 제한되는 것은 아니지만, 스프레이 코팅, 테이프 캐스팅, 스크린 프린팅, 블레이드 코팅, 다이 코팅 또는 스핀 코팅 방법 등을 사용할 수 있다. 촉매 조성물은 대표적으로 촉매, 폴리머 이오노머(polymer ionomer) 및 용매로 이루어질 수 있다.The catalyst layer may be introduced by a conventional method known in the art. For example, the catalyst composition may be directly coated on the electrolyte membrane, or a catalyst layer may be formed on a separate substrate, followed by thermocompression bonding to the electrolyte membrane It may be formed by removing a separate substrate. Here, the method of coating the catalyst composition is not particularly limited, but spray coating, tape casting, screen printing, blade coating, die coating or spin coating may be used. The catalyst composition typically comprises a catalyst, a polymer ionomer and a solvent.

상기 폴리머 이오노머로는 나피온 이오노머 또는 술포네이티드 폴리트리플루오로스티렌과 같은 술포네이티드 폴리머가 대표적으로 사용될 수 있다.As the polymer ionomer, a sulfonated polymer such as a Nafion ionomer or a sulfonated polytrifluorostyrene may be used.

상기 촉매 조성물에 포함되는 용매로는 물, 부탄올, 이소프로판올(iso propanol), 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부틸 아세테이트, 글리세롤 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.The solvent contained in the catalyst composition may be any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of water, butanol, isopropanol, methanol, ethanol, n-propanol, n-butyl acetate, glycerol and ethylene glycol Can be preferably used.

상기 기체확산층은 전류전도체로서의 역할과 함께 반응 가스와 물의 이동 통로가 되는 것으로, 다공성의 구조를 가진다. 따라서, 상기 기체확산층은 도전성 기재를 포함하여 이루어질 수 있다. The gas diffusion layer serves as a current conductor and serves as a passage for reacting gas and water, and has a porous structure. Therefore, the gas diffusion layer may include a conductive base material.

상기 도전성 기재로는 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 재료를 사용할 수 있으나, 예를 들면 탄소 페이퍼(Carbon paper), 탄소 천(Carbon cloth) 또는 탄소 펠트(Carbon felt)가 바람직하게 사용될 수 있으며 이에 한정되지 않는다.As the conductive base material, any conventional materials known in the art can be used. For example, carbon paper, carbon cloth or carbon felt can be preferably used. It does not.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 기체확산층의 두께는 200㎛ 이상 500㎛ 이하일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the gas diffusion layer may be 200 占 퐉 or more and 500 占 퐉 or less.

막 전극 접합체는 애노드의 촉매층과 캐소드의 촉매층이 전해질막에 접촉된 형태로서, 당 분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다.The membrane electrode assembly may be produced by a conventional method known in the art, in which the catalyst layer of the anode and the catalyst layer of the cathode are in contact with the electrolyte membrane.

상기 제2 보호필름은 상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면과 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 각각 구비될 수 있다. The second protective film may be provided on one surface of the first protective film and the anode catalyst layer, and on the other surface of the first protective film and the cathode catalyst layer.

상기 제2 보호필름은 두께방향으로 관통된 제2 관통홀을 가지며, 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부만을 덮도록 각각 구비될 수 있다.The second protective film has a second through-hole penetrating in the thickness direction, and may be provided to cover only a part of the anode catalyst layer or the cathode catalyst layer.

상기 제2 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적보다 작고, 상기 제2 관통홀의 면방향 단면적은 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적보다 작을 수 있다. Sectional area of the second through-hole may be smaller than that of the anode catalyst layer, and the cross-sectional area of the second through-hole may be smaller than the cross-sectional area of the cathode catalyst layer in the plane direction.

막 전극 접합체의 평면도를 기준으로, 상기 제2 관통홀과 애노드 촉매층의 이격거리는 -100mm(마이너스 100mm) 이상 1mm 이하일 수 있다. 이때, 이격거리는 제2 관통홀이 애노드 촉매층보다 단면적이 작아 애노드 촉매층의 단부로부터 제2 관통홀까지의 거리가 음의 이격거리일 수 있다. The separation distance between the second through-hole and the anode catalyst layer may be -100 mm (minus 100 mm) or more and 1 mm or less based on the plan view of the membrane electrode assembly. At this time, the separation distance may be a negative distance from the end of the anode catalyst layer to the second through hole because the second through-hole is smaller in cross-sectional area than the anode catalyst layer.

막 전극 접합체의 평면도를 기준으로, 상기 제2 관통홀과 캐소드 촉매층의 이격거리는 -100mm(마이너스 100mm) 이상 1mm 이하일 수 있다. The distance between the second through-hole and the cathode catalyst layer may be -100 mm (minus 100 mm) or more and 1 mm or less with reference to the plan view of the membrane electrode assembly.

상기 제2 보호필름은 하나의 제2 관통홀을 가질 수 있다. 상기 하나의 제2 관통홀은 제2 보호필름의 면방향 중앙부에 위치할 수 있다.The second protective film may have one second through hole. And the one second through-hole may be located at the center in the plane direction of the second protective film.

상기 제2 보호필름에 의해 덮혀진 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층은 밀봉되고, 제2 보호필름의 제2 관통홀에 의해 제2 보호필름으로 덮혀지지 않은 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층은 가스확산층과 접촉되며, 가스확산층을 통해 공급되는 연료 또는 산화제와 반응하는 반응영역(Active area)이다.The anode catalyst layer and the cathode catalyst layer covered with the second protective film are sealed and the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer not covered with the second protection film by the second through holes of the second protective film are in contact with the gas diffusion layer, Is an active area that reacts with the fuel or oxidant supplied through the diffusion layer.

상기 제2 관통홀의 면방향 단면의 형태는 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 형태에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 사각형 또는 원형일 수 있다.The cross-sectional shape of the second through-hole may be selected according to the planar shape of the membrane electrode assembly or the fuel cell, and may be, for example, rectangular or circular.

상기 제2 보호필름의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리이미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The material of the second protective film may include at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), and polyimide.

상기 제2 보호필름의 두께는 5㎛ 이상 100㎛ 이하일 수 있다. The thickness of the second protective film may be 5 占 퐉 or more and 100 占 퐉 or less.

상기 제2 관통홀의 면방향 단면적은 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 단면적에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 5cm2 이상 500cm2 이하일 수 있다. Plane direction cross-sectional area and the second through-hole may be a film selected in accordance with the plane cross section of the electrode assembly or fuel cell, for example, 5cm 2 or more may be less than 500cm 2.

본 명세서는 상기 막 전극 접합체를 포함하는 연료 전지를 제공한다. The present specification provides a fuel cell including the membrane electrode assembly.

본 명세서의 또 하나의 실시상태는 본 명세서에 따른 2 이상의 막 전극 접합체와 막 전극 접합체들 사이에 구비된 세퍼레이터를 포함하는 스택; 연료를 스택으로 공급하는 연료 공급부; 및 산화제를 스택으로 공급하는 산화제 공급부를 포함하는 연료전지를 제공한다. Another embodiment of the present disclosure relates to a stack comprising two or more membrane electrode assemblies according to the present disclosure and a separator provided between the membrane electrode assemblies; A fuel supply unit for supplying fuel to the stack; And an oxidant supply part for supplying the oxidant to the stack.

도 3은 연료전지의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 연료전지는 스택(60), 산화제 공급부(70) 및 연료 공급부(80)를 포함하여 이루어진다.3 schematically shows the structure of a fuel cell, which includes a stack 60, an oxidant supply unit 70, and a fuel supply unit 80. [

스택(60)은 상술한 막 전극 접합체를 하나 또는 둘 이상 포함하며, 막 전극 접합체가 둘 이상 포함되는 경우에는 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함한다. 세퍼레이터는 막 전극 접합체들이 전기적으로 연결되는 것을 막고 외부에서 공급된 연료 및 산화제를 막 전극 접합체로 전달하는 역할을 한다.The stack 60 includes one or more of the membrane electrode assemblies described above and includes a separator interposed therebetween when two or more membrane electrode assemblies are included. The separator serves to prevent the membrane electrode assemblies from being electrically connected and to transfer the fuel and oxidant supplied from the outside to the membrane electrode assembly.

산화제 공급부(70)는 산화제를 스택(60)으로 공급하는 역할을 한다. 산화제로는 산소가 대표적으로 사용되며, 산소 또는 공기를 펌프(70)로 주입하여 사용할 수 있다.The oxidant supply part 70 serves to supply the oxidant to the stack 60. As the oxidizing agent, oxygen is typically used, and oxygen or air can be injected into the pump 70 and used.

연료 공급부(80)는 연료를 스택(60)으로 공급하는 역할을 하며, 연료를 저장하는 연료탱크(81) 및 연료 탱크(81)에 저장된 연료를 스택(60)으로 공급하는 펌프(82)로 구성될 수 있다. 연료로는 기체 또는 액체 상태의 수소 또는 탄화수소 연료가 사용될 수 있다. 탄화수소 연료의 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 또는 천연가스를 들 수 있다.The fuel supply unit 80 serves to supply the fuel to the stack 60 and includes a fuel tank 81 for storing the fuel and a pump 82 for supplying the fuel stored in the fuel tank 81 to the stack 60 Lt; / RTI > As the fuel, gas or liquid hydrogen or hydrocarbon fuel may be used. Examples of hydrocarbon fuels include methanol, ethanol, propanol, butanol or natural gas.

본 명세서는 탄화수소계 전해질막의 양면에 두께방향으로 관통된 제1 관통홀을 갖는 제1 보호필름을 각각 적층하는 단계; 상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 애노드 및 캐소드를 적층하는 단계; 및 상기 제1 보호필름과 애노드가 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드가 구비된 타면에 상기 애노드 또는 캐소드의 일부를 덮도록, 두께방향으로 관통된 제2 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 적층하는 단계를 포함하는 막 전극 접합체의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a fuel cell, comprising: laminating a first protective film having a first through hole penetrating in a thickness direction on both surfaces of a hydrocarbon-based electrolyte membrane; Depositing an anode and a cathode on both sides of a hydrocarbon-based electrolyte membrane provided with the first protective film so as not to overlap with the first protective film; And a second protective film having a second through hole penetrated in the thickness direction so as to cover a part of the anode or the cathode on one surface of the first protective film and the anode, And a step of laminating the membrane electrode assembly.

상기 막 전극 접합체의 제조방법은 막 전극 접합체 및 연료 전지에 대하여 상술한 바를 인용할 수 있다.The above-described method for producing the membrane electrode assembly can be referred to the above for the membrane electrode assembly and the fuel cell.

상기 탄화수소계 전해질막의 양면에 제1 보호필름을 적층하는 단계는 탄화수소계 전해질막의 양면에 상기 제1 보호필름을 위치시키고 열압착할 수 있다. In the step of laminating the first protective film on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane, the first protective film may be positioned on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane and thermally compressed.

상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층을 적층하는 단계는 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층을 각각 위치시키고 열압착할 수 있다. The step of laminating the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer on both sides of the hydrocarbon-based electrolyte membrane having the first protective film may include forming an anode catalyst layer and a cathode catalyst layer on both surfaces of the hydrocarbon- The cathode catalyst layer can be respectively positioned and thermocompression bonded.

상기 제2 보호필름을 적층하는 단계는 상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부를 덮도록 제2 보호필름을 각각 위치시키고 열압착할 수 있다. The step of laminating the second protective film may include a step of laminating the first protective film and the anode catalyst layer on one side and the second protective film and the cathode catalyst layer on the other side, The films can be positioned and thermocompressed, respectively.

상기 열압착하는 방법 및 조건은 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법 및 조건을 사용할 수 있으며, 압착되는 재료에 따라 방법, 온도, 압착하는 힘, 압착시간 등을 선택할 수 있다. The method and conditions for thermocompression may be selected from conventional methods and conditions known in the art, and the method, temperature, force for pressing, and compression time may be selected depending on the material to be compressed.

이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following embodiments are intended to illustrate the present disclosure and are not intended to limit the present disclosure.

[실시예][Example]

[제조예 1] [Production Example 1]

탄화수소계 Hydrocarbon-based 술폰화Sulfonation 블록형 공중합체 형성 Block copolymer formation

딘-스탁 장치(Dean-Stark trap)와 콘덴서가 장착된 1L 둥근 바닥 플라스크에 하이드로퀴논술폰산 포타슘 솔트(hydroquinonesulfonic acid potassium salt)(0.9eq.), 4,4'-디플루오로벤조페논(4,4'-difluorobenzophenone)(0.97eq.)과 3,5-비스(4-플루오로벤조일)페닐(4-플루오로페닐)메타논(3,5-bis(4-fluorobenzoyl)phenyl(4-fluorophenyl)methanone) (0.02eq.)을 넣고 디메틸술폭사이드(dimethyl sulfoxide: DMSO)와 벤젠 용매에서 포타슘카보네이트(potassium carbonate)를 촉매로 사용하여 질소분위기 내에서 준비하였다. 그 다음 상기 반응 혼합물을 140 ℃의 온도로 오일 배쓰(oil bath)에서 4시간 동안 교반하여 벤젠이 역류하면서 딘-스탁 장치의 분자체(molecular sieves)에 공비혼합물을 흡착시켜 제거한 후, 반응온도를 180 ℃로 승온시키고 20 시간 동안 축중합 반응시켰다. 상기 반응종료 후 상기 반응물의 온도를 60 ℃로 감온시킨 후, 동일 플라스크에 4,4'-디플루오로벤조페논(4,4'-Difluorobenzophenone)(0.2275eq.), 9,9-비스(하이드록시페닐)플루오린(9,9-bis(hydroxyphenyl)fluorine)(0.335eq.)과, 5-비스(4-플루오로벤조일)페닐(4-플루오로페닐)메타논 (0.005eq.)을 넣고 DMSO와 벤젠을 이용하여 질소분위기에서 포타슘카보네이트를 촉매로 사용하여 반응을 다시 개시하였다. 그 다음 상기 반응 혼합물을 다시 140 ℃의 온도로 오일 배쓰(oil bath)에서 4시간 동안 교반하여 벤젠이 역류하면서 딘-스탁 장치의 분자체(molecular sieves)에 공비혼합물을 흡착시켜 제거한 후, 반응온도를 180 ℃로 승온시키고 20 시간 동안 축중합 반응시켰다. 그 다음 반응물의 온도를 실온으로 감온시키고 DMSO를 더 가하여 생성물을 희석시킨 후, 희석된 생성물을 과량의 메탄올에 부어 용매로부터 공중합체를 분리하였다. 그 후 물을 이용하여 과량의 포타슘카보네이트를 제거한 뒤, 여과하여 얻은 공중합체를 80 ℃의 진공오븐에서 12 시간 이상 건조하여 소수성 블록과 친수성 블록이 교대로 화학결합으로 이어진 브렌치된 술폰화 멀티 블록형 공중합체를 제조하였다.Hydroquinonesulfonic acid potassium salt (0.9 eq.) And 4,4'-difluorobenzophenone (4, 4'-difluorobenzophenone) were added to a 1 L round bottom flask equipped with a Dean-Stark trap and a condenser. (4-fluorobenzoyl) phenyl (4-fluorophenyl) methanone was prepared by reacting 4'-difluorobenzophenone (0.97 eq.) And 3,5- methanone (0.02 eq.) were placed in a nitrogen atmosphere using dimethylsulfoxide (DMSO) as a catalyst and potassium carbonate as a catalyst in benzene solvent. The reaction mixture was then stirred for 4 hours in an oil bath at a temperature of 140 ° C to remove the azeotropic mixture by adsorption on molecular sieves of the Dean-Stark apparatus while the benzene was refluxing, The temperature was raised to 180 DEG C and condensation polymerization was carried out for 20 hours. After the completion of the reaction, the temperature of the reactant was reduced to 60 ° C, 4,4'-Difluorobenzophenone (0.2275 eq.), 9,9-bis (3-fluorobenzyl) phenyl (4-fluorophenyl) methanone (0.005 eq.) Was added The reaction was resumed using DMSO and benzene as catalysts in a nitrogen atmosphere with potassium carbonate. The reaction mixture was then stirred again in an oil bath for 4 hours at a temperature of 140 ° C to adsorb and remove the azeotropic mixture into the molecular sieves of the Dean-Stark apparatus while the benzene was refluxing, Was heated to 180 DEG C and condensation polymerization was carried out for 20 hours. Then, the temperature of the reaction was reduced to room temperature, and further DMSO was added to dilute the product. The diluted product was poured into an excess amount of methanol to separate the copolymer from the solvent. Thereafter, the excess potassium carbonate was removed by using water, and the resulting copolymer was dried in a vacuum oven at 80 DEG C for 12 hours or more to obtain a branched sulfonated multi-block type membrane in which hydrophobic blocks and hydrophilic blocks were alternately chemically bonded To prepare a copolymer.

[제조예 2] [Production Example 2]

고분자 전해질 조성물의 제조Preparation of Polymer Electrolyte Composition

제1 용매로 디메틸술폭시드 38g과 제2 용매로 물 2g을 준비하고, 혼합하여 2시간 교반하여 이종 용매를 제조하였다. 이후, 제조예 1에서 제조한 탄화수소계 술폰화 블록형 공중합체 10g을 상기 이종 용매에 용해시킨 후, BORU 유리 필터(pore size 3)에 여과시켜 먼지 등을 제거한 후, 고분자 전해질 조성물 용액을 제조하였다38 g of dimethyl sulfoxide as a first solvent and 2 g of water as a second solvent were prepared, mixed and stirred for 2 hours to prepare a different solvent. Then, 10 g of the hydrocarbon-based sulfonated block copolymer prepared in Preparation Example 1 was dissolved in the above-mentioned different solvent and filtered through a BORU glass filter (pore size 3) to remove dust and the like, and then a polymer electrolyte composition solution was prepared

[제조예 3][Production Example 3]

전해질 막 제조Electrolyte membrane fabrication

제조예 2에서 제조된 용액을 클린 벤치(clean bench) 내의 필름 어플리케이터 (film applicator)의 수평판 위에서 닥터 블레이드를 이용하여 기판에 고분자 필름을 캐스팅한 후, 50℃의 온도에서 2시간 동안 유지하여 소프트 베이크(soft bake)하였다. 이후, 100℃로 설정된 오븐에 넣고 24시간 동안 건조하여 제조예 2에서 제조된 고분자 전해질 조성물을 포함하는 전해질 막을 형성하였다.The solution prepared in Preparation Example 2 was cast on a horizontal plate of a film applicator in a clean bench using a doctor blade and maintained at a temperature of 50 ° C for 2 hours to obtain a soft Soft bake. Thereafter, the polymer electrolyte membrane was placed in an oven set at 100 ° C and dried for 24 hours to form an electrolyte membrane containing the polymer electrolyte composition prepared in Preparation Example 2.

[실시예 1][Example 1]

막전극Membrane electrode 접합체의 제조 Fabrication of the bonded body

제조예 3의 전해질 막을 이용하여 외각 크기가 9cmⅩ9cm인 1차 보호필름 관통홀의 단면적을 5.5cmⅩ5.5cm가 되도록 준비하여 전해질 막을 두고 100℃ 10초간 열 압착하여 양측에 보호필름이 부착된 전해질 막을 제조한다. 그 후 5.3cmⅩ5.3cm 면적의 전극을 준비하여 전극 사이에 보호필름이 부착된 전해질 막을 두고 핫프레스 기를 이용하여 140 ℃에서 3ton, 5분 동안 열 압착 한 후 양측의 전사기재를 제거하여 촉매가 코팅된 전해질 막을 제조한다. Using the electrolyte membrane of Preparation Example 3, a cross-sectional area of the primary protective film through-hole of 9 cm x 9 cm in outer diameter was prepared to be 5.5 cm x 5.5 cm, and the electrolyte membrane was thermocompression-bonded at 100 ° C for 10 seconds to produce an electrolyte membrane having a protective film on both sides . Thereafter, an electrode having a surface area of 5.3 cm < 5 > and 5.3 cm was prepared. An electrolyte membrane having a protective film attached therebetween was placed thereon and hot pressed at 140 DEG C for 5 minutes using a hot press machine. To prepare an electrolyte membrane.

그 후 1차 보호필름과 전극 사이에 노출된 전해질 막을 메우는 2차 보호필름을 준비한다. 2차 보호필름의 전체 면적은 5.5cmⅩ5.5cm이며 2차 보호필름의 관통홀의 단면적은 5cmⅩ5cm로 전극의 면적 보다는 작게 하여 100℃ 10초간 열 압착한 후 전극 가장자리의 위쪽에 까지 2차 보호필름이 덮이도록 구성한다.Thereafter, a secondary protective film for covering the electrolyte membrane exposed between the primary protective film and the electrode is prepared. The total area of the secondary protective film was 5.5 cm x 5.5 cm. The cross-sectional area of the through holes of the secondary protective film was 5 cm x 5 cm, which was smaller than the area of the electrode, and thermocompression was performed at 100 ° C for 10 seconds. .

[실시예 2][Example 2]

제조예 3의 전해질 막을 이용하여 외각 크기가 9cmⅩ9cm인 1차 보호필름 관통홀의 단면적을 5.3cmⅩ5.3cm가 되도록 준비하여 전해질 막을 두고 100℃ 10초간 열 압착하여 양측에 보호필름이 부착된 전해질 막을 제조한다. 그 후 5.3cmⅩ5.3cm 면적의 전극을 준비하여 전극 사이에 보호필름이 부착된 전해질 막을 두고 핫프레스 기를 이용하여 140 ℃에서 3ton, 5분 동안 열압착 한 후 양측의 전사기재를 제거하여 촉매가 코팅된 전해질 막을 제조한다. Using the electrolyte membrane of Preparative Example 3, the cross-sectional area of the primary protective film through-hole having an outer size of 9 cm x 9 cm was prepared to be 5.3 cm x 5.3 cm, and the electrolyte membrane was thermocompression-bonded at 100 ° C for 10 seconds to produce an electrolyte membrane having a protective film on both sides . Thereafter, an electrode having a surface area of 5.3 cm < 5 > and 5.3 cm was prepared. An electrolyte membrane having a protective film attached therebetween was placed thereon and hot pressed at 140 DEG C for 5 minutes using a hot press machine. To prepare an electrolyte membrane.

그 후 2차 보호필름의 전체 면적은 9cmⅩ9cm이며 2차 보호필름의 관통홀의 단면적은 5cmⅩ5cm로 전극의 면적 보다는 작게 하여 100℃ 10초간 열 압착한 후 전극 가장자리의 위쪽에 까지 2차 보호필름이 덮이도록 구성한다.Thereafter, the total area of the secondary protective film is 9 cm x 9 cm, the cross-sectional area of the secondary protective film is 5 cm x 5 cm, which is smaller than the area of the electrode, thermocompression at 100 ° C for 10 seconds, .

[비교예 1][Comparative Example 1]

제조예 3의 전해질 막을 이용하여 외각 크기가 9cmⅩ9cm인 1차 보호필름 관통홀의 단면적을 5cmⅩ5cm가 되도록 준비하여 전해질 막을 두고 100℃ 10초간 열압착하여 양측에 보호필름이 부착된 전해질 막을 제조한다. 그 후 5cmⅩ5cm면적의 전극을 준비하여 전극 사이에 보호필름이 부착된 전해질 막을 두고 핫 프레스 기를 이용하여 140 ℃에서 3ton, 5분동안 열 압착 한 후 양측의 전사기재를 제거하여 촉매가 코팅된 전해질 막을 제조한다.Using the electrolyte membrane of Preparation Example 3, a cross-sectional area of 5 cm x 5 cm of the primary protective film through-hole having an outer size of 9 cm x 9 cm was prepared, and the electrolyte membrane was thermocompression-bonded at 100 ° C for 10 seconds to prepare an electrolyte membrane having a protective film on both sides. Thereafter, an electrode having a 5 cm × 5 cm area was prepared, and an electrolyte membrane having a protective film between the electrodes was placed. The electrolyte membrane was thermally compressed at 140 ° C. for 5 minutes using a hot press machine, .

[실험예 1][Experimental Example 1]

RH 사이클 테스트RH cycle test

상기 RH 사이클은 전해질 막을 MEA(Membrane Electrode Assembly, 막 전극 접합체)로 제조한 후 연료전지 셀 체결 상태에서 내구성을 측정하는 것을 의미한다.The RH cycle means to measure the durability in the fuel cell cell fastening state after manufacturing the electrolyte membrane with an MEA (Membrane Electrode Assembly).

구체적으로, 본 명세서의 상기 RH 사이클은 80 ℃의 조건에서 애노드에 질소를 0.95slm(standard liter per minute) 유량으로 주입하고, 캐소드에 질소를 1.0slm 유량으로 주입하며 RH 150%의 가습 및 RH 0%의 비가습을 2분 간격으로 전환했다. Specifically, in the RH cycle of the present specification, nitrogen was injected into the anode at a flow rate of 0.95 slm (standard liter per minute) at a temperature of 80 캜, nitrogen was injected into the cathode at a flow rate of 1.0 slm, RH 150% % Of non-wetting was switched every 2 minutes.

본 명세서의 상기 RH 사이클 도중 전해질 막의 손상 여부를 측정하기 위하여 LSV(linear sweep voltametry)를 이용했다. 구체적으로, 상기 LSV는 애노드에 수소를 0.2 slm 유량으로 주입하고 캐소드에 질소를 0.2 slm 유량으로 주입하며 0.1 내지 0.4 V (2 mV/s)에서 수소의 크로스오버(crossover)를 측정하는 것을 의미한다. 즉, RH 사이클 도중 수소의 크로스오버 수치가 상승하는 경우, 전해질 막의 손상이 있다고 볼 수 있으며, 수소의 크로스오버 수치가 상승하는 정도에 따라 전해질 막의 손상 정도를 판단할 수 있다.In this specification, LSV (linear sweep voltametry) was used to measure the damage of the electrolyte membrane during the RH cycle. Specifically, the LSV means to measure the crossover of hydrogen at 0.1 to 0.4 V (2 mV / s) by injecting hydrogen into the anode at a flow rate of 0.2 slm and injecting nitrogen at a rate of 0.2 slm into the cathode . That is, when the crossover value of hydrogen rises during the RH cycle, it can be considered that the electrolyte membrane is damaged, and the degree of damage of the electrolyte membrane can be judged according to the degree of increase of the crossover value of hydrogen.

실시예 1과 2 및 비교예 1에 대한 RH 사이클과 수소의 크로스오버 수치의 결과 그래프를 도 4에 도시했다. 이때, RH 사이클이 높을수록 전해질 막의 내구성은 높다는 것을 의미한다. A graph of the results of RH cycles and hydrogen crossover values for Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 is shown in Fig. At this time, the higher the RH cycle, the higher the durability of the electrolyte membrane.

비교예1 샘플들의 경우 간혹 실제 전해질 막의 active area에서 전해질 막의 failure가 발생하는 것이 아니라 전해질 막과 보호필름의 edge 부분에서 도 5와 같은 crack이 발생하여 막 자체의 본래의 내구성 보다 더 낮은 수치의 RH cycle 수치를 보이는 경우가 나타났다.Comparative Example 1 In some cases, the failure of the electrolyte membrane in the active area of the actual electrolyte membrane occured, but cracks as shown in FIG. 5 occurred at the edges of the electrolyte membrane and the protective film, cycle values.

10: 전해질막
20, 21: 촉매층
40, 41: 기체확산층
50: 캐소드
51: 애노드
60: 스택
70: 산화제 공급부
80: 연료 공급부
81: 연료 탱크
82: 펌프
100: 탄화수소계 전해질막
200: 제1 보호필름 250: 제1 관통홀
300: 촉매층
400: 제2 보호필름 450: 제2 관통홀
10: electrolyte membrane
20, 21: catalyst layer
40, 41: gas diffusion layer
50: cathode
51: anode
60: Stack
70: oxidant supplier
80: fuel supply unit
81: Fuel tank
82: Pump
100: hydrocarbon-based electrolyte membrane
200: first protective film 250: first through hole
300: catalyst layer
400: second protective film 450: second through hole

Claims (14)

탄화수소계 전해질막;
상기 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비되고 두께방향으로 관통된 제1 관통홀을 갖는 제1 보호필름;
상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 구비된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층; 및
상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부를 덮도록 각각 구비되고, 두께방향으로 관통된 제2 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 포함하는 막 전극 접합체.
A hydrocarbon-based electrolyte membrane;
A first protective film provided on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane and having first through-holes penetrating in the thickness direction;
An anode catalyst layer and a cathode catalyst layer provided on both surfaces of a hydrocarbon-based electrolyte membrane provided with the first protective film so as not to overlap with the first protective film; And
A first through-hole, a second through-hole, and a second through-hole, the first through-hole extending through the first through-hole, the first through-hole, and the second through- And a second protective film formed on the first protective film.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적과 같거나 넓은 것인 막 전극 접합체.The membrane-electrode assembly according to claim 1, wherein the cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole is equal to or wider than the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 관통홀의 면방향 단면적은 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적과 같거나 넓은 것인 막 전극 접합체.The membrane-electrode assembly according to claim 1, wherein the cross-sectional area in the plane direction of the first through-hole is equal to or wider than the cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 관통홀의 면방향 단면적은 상기 애노드 촉매층의 면방향 단면적보다 작고,
상기 제2 관통홀의 면방향 단면적은 상기 캐소드 촉매층의 면방향 단면적보다 작은 것인 막 전극 접합체.
3. The fuel cell system according to claim 1, wherein the cross-sectional area in the plane direction of the second through-hole is smaller than the cross-sectional area in the plane direction of the anode catalyst layer,
Sectional area of the second through-hole is smaller than a cross-sectional area in the plane direction of the cathode catalyst layer.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 보호필름은 하나의 제1 관통홀을 갖는 것인 막 전극 접합체.The membrane electrode assembly of claim 1, wherein the first protective film has one first through-hole. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 보호필름은 하나의 제2 관통홀을 갖는 것인 막 전극 접합체.The membrane electrode assembly of claim 1, wherein the second protective film has one second through-hole. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 관통홀 및 제2 관통홀의 면방향 단면의 형태는 사각형 또는 원형인 것인 막 전극 접합체.The membrane electrode assembly of claim 1, wherein the cross-sectional shape of the first through-hole and the second through-hole is rectangular or circular. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 보호필름의 두께는 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것인 막 전극 접합체.The membrane electrode assembly according to claim 1, wherein the first protective film has a thickness of 5 占 퐉 or more and 100 占 퐉 or less. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 보호필름의 두께는 5㎛ 이상 100㎛ 이하인 것인 막 전극 접합체.The membrane electrode assembly according to claim 1, wherein the thickness of the second protective film is 5 占 퐉 or more and 100 占 퐉 or less. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 따른 막 전극 접합체를 포함하는 연료 전지.A fuel cell comprising the membrane electrode assembly according to any one of claims 1 to 9. 탄화수소계 전해질막의 양면에 두께방향으로 관통된 제1 관통홀을 갖는 제1 보호필름을 각각 적층하는 단계;
상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층을 적층하는 단계; 및
상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부를 덮도록, 두께방향으로 관통된 제2 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 적층하는 단계를 포함하는 막 전극 접합체의 제조방법.
Depositing a first protective film having a first through hole penetrating in a thickness direction on both surfaces of a hydrocarbon-based electrolyte membrane;
Stacking an anode catalyst layer and a cathode catalyst layer on both sides of a hydrocarbon-based electrolyte membrane provided with the first protective film so as not to overlap with the first protective film; And
A second protective film and a cathode catalyst layer are formed on one surface of the first protective film and the anode catalyst layer and on the other surface of the second protective film and the cathode catalyst layer, 2 < / RTI > protective film.
청구항 11에 있어서, 상기 탄화수소계 전해질막의 양면에 제1 보호필름을 적층하는 단계는 탄화수소계 전해질막의 양면에 상기 제1 보호필름을 위치시키고 열압착하는 것인 막 전극 접합체의 제조방법.12. The method of manufacturing a membrane-electrode assembly according to claim 11, wherein the step of laminating the first protective film on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane comprises positioning the first protective film on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane and thermocompression bonding. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 각각 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층을 적층하는 단계는 상기 제1 보호필름이 구비된 탄화수소계 전해질막의 양면에 상기 제1 보호필름과 겹치지 않도록 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층을 각각 위치시키고 열압착하는 것인 막 전극 접합체의 제조방법.[14] The method of claim 11, wherein the step of laminating the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer on both surfaces of the hydrocarbon-based electrolyte membrane having the first protective film comprises: forming a first protective film on both surfaces of the hydrocarbon- Wherein the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer are positioned so as not to overlap with each other, and thermocompression bonding is performed. 청구항 11에 있어서, 상기 제2 보호필름을 적층하는 단계는 상기 제1 보호필름과 애노드 촉매층이 구비된 일면 및 상기 제1 보호필름과 캐소드 촉매층이 구비된 타면에 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층의 일부를 덮도록 제2 보호필름을 각각 위치시키고 열압착하는 것인 막 전극 접합체의 제조방법.[12] The method of claim 11, wherein the step of laminating the second protective film comprises the steps of: laminating the anode catalyst layer or a portion of the cathode catalyst layer on one surface of the anode, And the second protective film is positioned and thermocompression-bonded.
KR1020160019143A 2016-02-18 2016-02-18 Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof KR102083052B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160019143A KR102083052B1 (en) 2016-02-18 2016-02-18 Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160019143A KR102083052B1 (en) 2016-02-18 2016-02-18 Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170097415A true KR20170097415A (en) 2017-08-28
KR102083052B1 KR102083052B1 (en) 2020-02-28

Family

ID=59759945

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160019143A KR102083052B1 (en) 2016-02-18 2016-02-18 Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102083052B1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007328A (en) * 2001-06-20 2003-01-10 Nok Corp Component for fuel cell
KR20030076057A (en) 2002-03-22 2003-09-26 주식회사 엘지화학 Polymer composite electrolyte membrane for fuel battery and method for preparing the same
KR20060000460A (en) * 2004-06-29 2006-01-06 삼성에스디아이 주식회사 Fuel cell system and stack used thereto
KR20110122915A (en) * 2010-05-06 2011-11-14 주식회사 엘지화학 Membrane electrode assembly using catalyst layer forming powder, process for preparing the same, and fuel cell comprising the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003007328A (en) * 2001-06-20 2003-01-10 Nok Corp Component for fuel cell
KR20030076057A (en) 2002-03-22 2003-09-26 주식회사 엘지화학 Polymer composite electrolyte membrane for fuel battery and method for preparing the same
KR20060000460A (en) * 2004-06-29 2006-01-06 삼성에스디아이 주식회사 Fuel cell system and stack used thereto
KR20110122915A (en) * 2010-05-06 2011-11-14 주식회사 엘지화학 Membrane electrode assembly using catalyst layer forming powder, process for preparing the same, and fuel cell comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR102083052B1 (en) 2020-02-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101233343B1 (en) Membrane-electrode assembly for fuel cell, method of producing same and fuel cell system comprising same
US20060257715A1 (en) Direct oxidation fuel cell and manufacturing method therefor
KR102093536B1 (en) Polymer electrolyte membrane, membrane electrode assembly comprising the same and fuel cell comprising the membrane electrode assembly
US10868311B2 (en) Membrane-electrode assembly for fuel cell, method for manufacturing same, and fuel cell system comprising same
KR101312971B1 (en) Hydrocarbon based polyelectrolyte separation membrane surface-treated with fluorinated ionomer, membrane electrode assembly, and fuel cell
Scott Membrane electrode assemblies for polymer electrolyte membrane fuel cells
US10396383B2 (en) Membrane electrode assembly and fuel cell comprising the same
KR102075180B1 (en) Membrane electrode assembly and fuel cell comprising the same
KR20090092592A (en) Method of preparing a membrane electrode assembly for fuel cell, Membrane electrode assembly prepared by the same and Fuel cell to which the method is applied
KR20170127250A (en) Electrolyte membrane and fuel cell comprising the same
KR20170136372A (en) Reinforced membrane, membrane electrode assembly and fuel cell comprising the same, and method for manufacturing thereof
KR102090860B1 (en) Polymer electrolyte membrane, membrane electrode assembly comprising the same and fuel cell comprising the membrane electrode assembly
KR102083052B1 (en) Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof
KR100705553B1 (en) Process for forming catalyst layers on a proton exchange membrane within membrane electrode assembly for fuel cell
KR20150138103A (en) Electrode for fuel cell, membrane electrode assembly comprising the same and fuel cell comprising the membrane electrode assembly
KR101796342B1 (en) Polymer electrolyte membrane and membrane electrode assembly and fuel cell comprising the same
KR102203974B1 (en) Method of manufacturing membrane electrode assembly and laminate
KR20190036809A (en) Membrane electrode assembly, manufacturing method of membrane electrode assembly and fuel cell
KR102706751B1 (en) Method for manufacturing electrolyte membrane
KR102010887B1 (en) Method for pre-processing of hydrocarbon-based electrolyte membrane, hydrocarbon-based electrolyte membrane manufactured by thereof, and membrane electrode assembly comprising hydrocarbon-based electolyte membrane
KR20170004747A (en) Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the membrane electrode assembly and battery module having the fuel cell
KR100709193B1 (en) Stack for direct oxidation fuel cell and direct oxidation fuel cell system
KR20170069596A (en) Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof
JP2007157429A (en) Manufacturing method of fuel cell
KR20170034147A (en) Membrane electrode assembly, fuel cell and cell module

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