KR20190081380A - 연료전지용 막전극접합체의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 (a) 금속촉매, 이오노머 및 제1 분산용매를 혼합 및 교반하여 제1 혼합용액을 제조하는 단계, (b) 상기 (a)단계에서 제조된 제1 혼합용액을 건조 및 열처리하여 이오노머가 고착된 금속촉매를 형성하는 단계 및 (c) 상기 (b)단계에서 이오노머가 고착된 금속촉매를 용매에 침지하는 단계를 포함하는 구성을 마련한다.
상기와 같은 제조방법에 의해 제조된 연료전지용 막전극접합체는 내구성이 우수하다.

Description

연료전지용 막전극접합체의 제조방법{METHOD OF MANUFACTURING MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY FOR FUEL CELL}
본 발명은 연료전지용 막전극접합체의 제조방법에 관한 것으로, 내구성이 향상된 연료전지용 막전극접합체의 제조방법에 관한 것이다.
연료전지용 슬러리 제조시 이오노머와 촉매를 혼합하여 건조하는 공정에서 이오노머가 촉매 주변에 고착됨에 의해 물질전달저항감소로 인하여 성능은 증가하지만 전극과 막 간의 바인더 역할이 약해진다. 이에 전극과 막 간의 계면 접합력이 약하여 냉해동 조건하에서 전극이 막으로부터 박리되는 문제점이 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하고자 전극과 막 간의 접합력을 향상시키는 기술에 관한 연구가 진행되고 있다.
이러한 기술의 일 예가 하기 특허문헌 1에 개시되어 있다.
즉, 하기 특허문헌 1은 불소계 이오노머를 이용한 표면 개질한 탄화수소계 고분자 전해질 분리막, 막전극 접합체 및 연료전지에 관한 것으로, 이온 교환 그룹이 도입되어 있는 탄화수소계 막과 이온 교환 그룹이 도입되어 있는 불소계 이오노머 코팅층을 포함하고, 상기 탄화수소계 막의 양면에 불소계 이오노머 코팅층을 구비함에 대해 개시한다.
그러나, 상술한 바와 같은 특허문헌 1은 전극과 전해질막 간의 접합성 개선을 위해 전해질막에 이온전도성 고분자 또는 친수성 작용기를 추가시키는 방법에 대해 개시하나, 제조공정이 복잡한 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2017-0004413호
본 발명은 용출 이오노머를 포함하는 촉매를 연료전지용 막전극접합체에 적용함으로써 내구성이 향상된 연료전지용 막전극접합체의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 막전극접합체의 제조방법은 (a) 금속촉매, 이오노머 및 제1 분산용매를 혼합 및 교반하여 제1 혼합용액을 제조하는 단계, (b) 상기 (a)단계에서 제조된 제1 혼합용액을 건조 및 열처리하여 이오노머가 고착된 금속촉매를 형성하는 단계 및 (c) 상기 (b)단계에서 이오노머가 고착된 금속촉매를 용매에 침지하는 단계를 포함하고, 상기 (c)단계에서 용매는 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (a)단계에서 금속촉매는 금속이 담지된 카본이고, 상기 금속은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (a)단계에서 이오노머는 폴리설폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르 케톤계 수지, 폴리벤즈이미다졸계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리페닐렌 설파이드계 수지, 폴리페닐렌 옥사이드계 수지, 네피온 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (a)단계에서 제1 분산용매는 증류수, 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, IPA), 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG), 에칠세로솔부(ethyl cellosolve) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (a)단계에서 제조된 제1 혼합용액에 제1 산화방지제를 첨가하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 산화방지제는 세륨 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 세륨 지르코늄 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (b)단계에서 건조는 60~90℃의 온도 하에서 실시되고, 열처리는 110~170℃의 온도 하에서 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (c)단계에서 침지는 48~96시간 동안 실시될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (c)단계 이후에 (d) 상기 (c)단계에서 이오노머가 고착된 금속촉매가 침지된 용매에 제2 분산용매를 부가하여 제2 혼합용액을 제조하는 단계 및 (e) 상기 (d)단계에서 제조된 제2 혼합용액을 분쇄 및 분산한 후, 전극의 이형지 상에 코팅하여 촉매층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (d)단계에서 제2 분산용매는 증류수, 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 부탄올(butanol), 아밀알콜(amyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, IPA), 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG), 에칠세로솔부(ethyl cellosolve) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (d)단계에서 제조된 제2 혼합용액에 제2 산화방지제를 첨가하는 단계를 더 포함하고, 상기 제2 산화방지제는 세륨 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 세륨 지르코늄 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 (e)단계에서 분산은 분쇄기, 균질기, 콜로이드 밀 또는 고압분산기에 의해 실시될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 용출 이오노머를 포함하는 촉매를 연료전지용 막전극접합체에 적용함으로써 전극과 막 간의 접합력을 높여 내구성이 향상된 연료전지용 막전극접합체을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 연료전지용 막전극접합체의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 2는 이오노머(2)가 고착된 금속촉매(1)를 용매에 침지한 후, 용출 이오노머(3)가 형성된 상태를 나타낸 그림이다.
도 3 및 도 4는 열중량 분석기를 이용하여 용매 침지 후 시간 경과에 따른 이오노머가 고착된 금속촉매의 함량을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 5는 실험예 1의 실험결과를 나타낸 사진이다((a)는 실시예 1이고, (b)는 비교예 1이다).
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범 위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
이하, 본 발명의 연료전지용 막전극접합체를 제조하는 제조방법을 도면에 따라 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 연료전지용 막전극접합체의 제조방법을 설명하기 위한 공정도이다.
도 1을 참조하면, 우선, 금속촉매, 이오노머 및 제1 분산용매를 혼합 및 교반하여 제1 혼합용액을 제조한다(S10).
금속촉매, 이오노머 및 제1 분산용매를 교반기, 고압분산기 또는 초음파분산기를 이용하여 고르게 분산될 수 있도록 혼합 및 교반하는 것이 바람직하다.
금속촉매는 금속이 담지된 카본이고, 여기서, 금속은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 백금일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 카본은 카본블랙, 카본나노튜브(carbon nano tube, CNT), 카본 나노 섬유(carbon nano fiber, CNF) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
이오노머는 폴리설폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르 케톤계 수지, 폴리벤즈이미다졸계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리페닐렌 설파이드계 수지, 폴리페닐렌 옥사이드계 수지, 네피온 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
제1 분산용매는 증류수, 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, IPA), 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG), 에칠세로솔부(ethyl cellosolve) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 S10단계에서 제조된 제1 혼합용액에 제1 산화방지제를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 산화방지제는 연료전지의 반응으로 인해 전극에서 형성되는 라디칼을 제거하는 역할을 하며, 이에 전극 내 이오노머 및 전해질막의 열화가 방지될 수 있다. 여기서, 제1 산화방지제는 세륨 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 세륨 지르코늄 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 금속촉매 100중량부에 대하여, 0.5~2중량부로 포함될 수 있다. 이는 제1 산화방지제가 0.5중량부 미만이면, 전극의 내구가 저하될 수 있고, 2중량부를 초과하면, 전극의 성능이 저하될 수 있다.
다음에 제1 혼합용액을 건조 및 열처리하여 이오노머가 고착된 금속촉매를 형성한다(S20).
S10단계에서 제조된 제1 혼합용액을 60~90℃의 온도 하에서 건조한 후, 110~170℃의 온도 하에서 1~3시간, 바람직하게는 2시간 동안 열처리하여 금속촉매 상에 이오노머가 고착되도록 할 수 있다.
상기 건조 온도가 60℃미만이면, 건조하는데 시간이 오래 걸리므로 공정 효율이 저하될 수 있고, 90℃를 초과하면, 화재가 발생될 확률이 높아질 수 있다.
상기 열처리 온도가 110℃미만이면, 촉매에 이오노머의 고착 정도가 미미할 수 있으며, 170℃를 초과하면, 촉매에 이오노머의 고착 정도가 강하여 제2 혼합용액의 분산이 어려울 수 있고, 만약 200℃이상의 고온에서 열처리를 실시하면, 형성된 전극의 성능 저하 문제가 발생될 수 있으므로 바람직하지 못하다.
그 후, 이오노머가 고착된 금속촉매를 용매에 침지하여 용출 이오노머를 형성한다(S30).
S20단계에서 제조된 이오노머가 고착된 금속촉매를 용매에 투입한 후, 48~96시간, 바람직하게는 50시간 동안 침지시킴으로써 금속촉매로부터 고착된 이오노머의 일부가 용출될 수 있다. 이때, 용매는 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 바람직하게는 프로판올일 수 있다.
상기 침지 시간이 48시간 미만이면, 이오노머가 거의 용출되지 않아 전극과 막 간의 결합력 향상이 미미할 수 있고, 96시간을 초과하면, 너무 많은 양의 이오노머가 용출되어 연료 전지의 성능이 저하될 수 있다.
도 2는 이오노머(2)가 고착된 금속촉매(1)를 용매에 침지한 후, 용출 이오노머(3)가 형성된 상태를 나타낸 그림이다.
도 2를 참고하면, 금속촉매(1)로부터 용출된 이오노머(3)는 자유롭게 유동 가능한 상태임을 알 수 있다. 따라서, 전극 및 막 간의 접합력이 상승되도록 유도할 수 있으며, 이에 온도 및 습도 변화에 따른 잦은 수축 및 팽창에도 불구하고 전극이 막으로부터 분리되는 현상이 방지될 수 있으며, 이에 연료전지의 안전성이 향상될 수 있다.
도 3 및 도 4는 열중량 분석기를 이용하여 용매 침지 후 시간 경과에 따른 이오노머가 고착된 금속촉매의 함량을 측정한 결과를 나타낸 그래프이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 살펴보면, 20시간 경과 후에는 고착된 이오노머 함량이 0.1% 감소로 변화가 미미하나, 95시간 경과 후에는 고착된 이오노머 함량이 9.1% 감소한 것을 확인할 수 있다. 이에 금속촉매에서 고착되었던 이오노머 중 9.1%로가 용출되었음을 알 수 있다. 또한, 총 함량이 33%으로 동일한 바, 전극 내 최종 이오노머 함량은 초기 투입량과 동일함을 알 수 있다.
다음에 용출 이오노머가 형성된 용매에 제2 분산용매를 부가하여 제2 혼합용액을 제조한다(S40).
S30단계에서 제조된 용출 이오노머가 형성된 용매 상에 제2 분산용매를 부가한 후, 혼합 및 교반하여 제2 혼합용액을 제조할 수 있으며, 상기 혼합 및 교반은 교반기에 의해 실시될 수 있다.
제2 분산용매는 증류수, 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 부탄올(butanol), 아밀알콜(amyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, IPA), 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG), 에칠세로솔부(ethyl cellosolve) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
S40단계에서 제조된 제2 혼합용액에 제2 산화방지제를 첨가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 산화방지제는 연료전지의 반응으로 인해 전극에서 형성되는 라디칼을 제거하는 역할을 하며, 이에 전극 내 이오노머 및 전해질막의 열화가 방지될 수 있다. 여기서, 제2 산화방지제는 세륨 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 세륨 지르코늄 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있으며, 제1 산화방지제와 동일한 물질일 수 있다.
마지막으로, 제2 혼합용액을 분쇄 및 분산한 후, 전극의 이형지 상에 코팅하여 촉매층을 형성한다(S50).
S40단계에서 제조된 제2 혼합용액을 분쇄기, 균질기, 콜로이드 밀 또는 고압분산기를 이용하여 분쇄 및 분산한 후, 전극의 이형지 상에 스프레이, 바코터, 슬롯다이커터, 댐코터, 콤마코터 등을 이용하여 코팅을 실시할 수 있다. 이때, 이형지는 폴리에틸렌나프탈레이트(polyethylenenaphthalate, PEN), 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상술한 바와 같은 촉매층을 형성하는 공정이 완료되면, 촉매층이 형성된 전극과 막을 접합하여 막전극접합체(S60)가 수득된다. 상기 제조방법에 의해 제조된 막전극접합체(MEA)는 용출 이오노머가 포함된 촉매층을 포함함으로써 전극과 막 간의 접합력이 증대되며, 이에 잦은 수축 및 팽창에도 불구하고 전극이 막으로부터 분리되는 현상이 개선될 수 있다. 또한, 연료전지의 냉해동 운전 조건 하에서 내구성이 향상될 수 있다.
실시예 1. 막전극접합체 제조
Pt/C, 이오노머, 물과 에탄올, 프로판올을 교반기 및 고압분사기로 혼합하여 제1 혼합용액을 제조하였다. 그 다음 제1 혼합용액을 오븐에 넣고 80℃의 온도 하에서 20시간 동안 건조한 후, 120℃의 온도에서 2시간 동안 열처리하여 Pt/C에 이오노머가 고착되도록 하였다. 그 후 이오노머가 고착된 Pt/C 촉매를 프로판올에 50시간 동안 침지시킨 다음 프로판올을 추가하여 제2 혼합용액을 제조하였다. 제2 혼합용액을 전극의 이형지에 코팅하여 코팅층을 형성한 후, 이를 막과 접합하여 막전극접합체를 제조하였다.
비교예 1. 막전극접합체 제조
이오노머가 고착된 Pt/C 촉매를 용매에 침지하여 용출 이오노머를 형성하는 과정을 생략한 것을 제외하고는 실시예 1의 제조방법과 동일한 방법으로 막전극접합체를 제조하였다.
실험예 1. 막전극접합체의 내구성 평가
본원발명에 따른 실시예 1 및 비교예 1 에서 수득한 막전극접합체의 전극과 막 간의 계면 접합력 특성을 평가하기 위하여 하기와 같이 실험을 실시하였다.
실시예 1 및 비교예 1의 1x15cm 시험편의 두께를 각각 측정하였다. 그 다음 각각의 시험편을 UTM(Universal Testing Machine)장비의 인장평가Jig에 장착한 후, 25±5℃ RH 50±10%조건 하에서 시험편을 50cm/min속도로 응력을 가하였다. 그 후 파단된 막전극접합체(MEA)에 남아있는 전극의 양을 육안으로 확인하였다.
도 5는 실험결과를 나타낸 사진이다((a)는 실시예 1이고, (b)는 비교예 1이다).
그 결과, 도 5를 참고하면, 비교예 1은 수축 및 팽창에 의해 전극이 막으로부터 박리되었으나, 실시예 1은 막으로부터 전극이 박리되는 현상이 개선되었음을 확인할 수 있었다. 따라서, 용출 이오노머에 의해 전극과 막 간의 결합력이 향상되었음을 알 수 있었다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
1: 금속촉매
2: 이오노머
3: 용출 이오노머

Claims (11)

  1. (a) 금속촉매, 이오노머 및 제1 분산용매를 혼합 및 교반하여 제1 혼합용액을 제조하는 단계;
    (b) 상기 (a)단계에서 제조된 제1 혼합용액을 건조 및 열처리하여 이오노머가 고착된 금속촉매를 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 (b)단계에서 이오노머가 고착된 금속촉매를 용매에 침지하는 단계;를 포함하고,
    상기 (c)단계에서 용매는 에탄올, 프로판올, 이소프로필알코올 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 금속촉매는 금속이 담지된 카본이고,
    상기 금속은 백금(Pt), 이리듐(Ir), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 코발트(Co), 니켈(Ni) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 이오노머는 폴리설폰계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리에스테르계 수지, 폴리에스테르 케톤계 수지, 폴리벤즈이미다졸계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리페닐렌 설파이드계 수지, 폴리페닐렌 옥사이드계 수지, 네피온 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 제1 분산용매는 증류수, 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, IPA), 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG), 에칠세로솔부(ethyl cellosolve) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (a)단계에서 제조된 제1 혼합용액에 제1 산화방지제를 첨가하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제1 산화방지제는 세륨 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 세륨 지르코늄 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (b)단계에서 건조는 60~90℃의 온도 하에서 실시되고, 열처리는 110~170℃의 온도 하에서 실시되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계에서 침지는 48~96시간 동안 실시되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (c)단계 이후에
    (d) 상기 (c)단계에서 이오노머가 고착된 금속촉매가 침지된 용매에 제2 분산용매를 부가하여 제2 혼합용액을 제조하는 단계; 및
    (e) 상기 (d)단계에서 제조된 제2 혼합용액을 분쇄 및 분산한 후, 전극의 이형지 상에 코팅하여 촉매층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 제2 분산용매는 증류수, 에탄올(ethanol), 프로판올(propanol), 부탄올(butanol), 아밀알콜(amyl alcohol), 이소프로필알코올(isopropyl alcohol, IPA), 에틸렌글리콜(ethylene glycol, EG), 에칠세로솔부(ethyl cellosolve) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 (d)단계에서 제조된 제2 혼합용액에 제2 산화방지제를 첨가하는 단계를 더 포함하고,
    상기 제2 산화방지제는 세륨 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 세륨 지르코늄 옥사이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 (e)단계에서 분산은 분쇄기, 균질기, 콜로이드 밀 또는 고압분산기에 의해 실시되는 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210062444A (ko) * 2019-11-21 2021-05-31 한국에너지기술연구원 막전극 접합체의 제조방법, 막전극 접합체 및 연료전지
KR20210066261A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 한국과학기술연구원 이오노머-이오노머 지지체 복합체, 이의 제조방법 및 상기 이오노머-이오노머 지지체 복합체를 포함하는 연료전지용 촉매 전극

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210072986A (ko) * 2019-12-10 2021-06-18 현대자동차주식회사 연료전지용 촉매 슬러리의 제조방법 및 이를 이용한 연료전지용 전극의 제조방법
KR102288596B1 (ko) * 2020-02-28 2021-08-11 한국과학기술연구원 연료전지용 촉매 전극, 이의 제조방법 및 상기 연료전지용 촉매 전극을 포함하는 연료전지
CN113921831B (zh) * 2021-09-22 2023-02-21 一汽解放汽车有限公司 电极催化剂浆液及其制备方法和催化剂涂层膜、燃料电池

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07130375A (ja) * 1993-10-29 1995-05-19 Sanyo Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池用電極の製造方法
JP2000299119A (ja) * 1999-04-16 2000-10-24 Japan Storage Battery Co Ltd 触媒層の製造方法
JP2005235556A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Sony Corp 触媒電極の製造方法、膜電極接合体の製造方法、及び電気化学デバイスの製造方法
KR20060015810A (ko) * 2004-08-16 2006-02-21 에스케이씨 주식회사 연료전지용 전극의 제조방법
JP2008041514A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Toyota Motor Corp 燃料電池用触媒インクおよび膜電極接合体およびそれらの製造方法
KR20100068029A (ko) * 2008-12-12 2010-06-22 주식회사 동진쎄미켐 연료 전지용 촉매 슬러리의 제조 방법
US20120141919A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Hyundai Motor Company Fuel cell electrode and method for manufacturing membrane-electrode assembly using the same
US20130157169A1 (en) * 2010-08-23 2013-06-20 Utc Power Corporation Mixed-ionomer electrode
KR20170004413A (ko) 2015-07-02 2017-01-11 현대자동차주식회사 연료전지용 막-전극 복합체 및 그 제조방법

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100612873B1 (ko) 2004-11-20 2006-08-14 삼성에스디아이 주식회사 금속 촉매와 전극의 제조방법
CN101156265B (zh) * 2005-02-18 2012-03-21 通用汽车环球科技运作公司 用于燃料电池的抗氧化电极
KR100874112B1 (ko) * 2007-06-25 2008-12-15 한화석유화학 주식회사 연료전지용 촉매 잉크 및 이를 이용한 막-전극 복합체의제조방법
KR101071766B1 (ko) 2008-10-06 2011-10-11 현대자동차주식회사 연료전지용 촉매슬러리의 제조방법 및 장치
KR101155947B1 (ko) * 2009-05-08 2012-06-18 한국과학기술연구원 막-전극 접합체의 제조방법, 이로부터 제조된 막-전극 접합체 및 이를 포함한 연료전지
JP5510181B2 (ja) 2010-08-18 2014-06-04 凸版印刷株式会社 電極触媒層の製造方法、及び固体高分子形燃料電池
EP2779287B1 (en) * 2011-11-11 2018-01-10 Nissan Motor Co., Ltd Fuel cell electrode catalyst layer, fuel cell electrode, fuel cell membrane-electrode assembly, and fuel cell
EP2704239A1 (en) * 2012-08-29 2014-03-05 SolviCore GmbH & Co KG Colloidal dispersions comprising precious metal particles and acidic ionomer components and methods of their manufacture and use

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07130375A (ja) * 1993-10-29 1995-05-19 Sanyo Electric Co Ltd 固体高分子型燃料電池用電極の製造方法
JP2000299119A (ja) * 1999-04-16 2000-10-24 Japan Storage Battery Co Ltd 触媒層の製造方法
JP2005235556A (ja) * 2004-02-19 2005-09-02 Sony Corp 触媒電極の製造方法、膜電極接合体の製造方法、及び電気化学デバイスの製造方法
KR20060015810A (ko) * 2004-08-16 2006-02-21 에스케이씨 주식회사 연료전지용 전극의 제조방법
JP2008041514A (ja) * 2006-08-09 2008-02-21 Toyota Motor Corp 燃料電池用触媒インクおよび膜電極接合体およびそれらの製造方法
KR20100068029A (ko) * 2008-12-12 2010-06-22 주식회사 동진쎄미켐 연료 전지용 촉매 슬러리의 제조 방법
US20130157169A1 (en) * 2010-08-23 2013-06-20 Utc Power Corporation Mixed-ionomer electrode
US20120141919A1 (en) * 2010-12-02 2012-06-07 Hyundai Motor Company Fuel cell electrode and method for manufacturing membrane-electrode assembly using the same
KR20120060487A (ko) * 2010-12-02 2012-06-12 현대자동차주식회사 연료전지용 전극 및 이를 이용한 막-전극 어셈블리 제조 방법
KR20170004413A (ko) 2015-07-02 2017-01-11 현대자동차주식회사 연료전지용 막-전극 복합체 및 그 제조방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210062444A (ko) * 2019-11-21 2021-05-31 한국에너지기술연구원 막전극 접합체의 제조방법, 막전극 접합체 및 연료전지
US11362361B2 (en) 2019-11-21 2022-06-14 Korea Institute Of Energy Research Membrane-electrode assembly and method for manufacturing the same
KR20210066261A (ko) * 2019-11-28 2021-06-07 한국과학기술연구원 이오노머-이오노머 지지체 복합체, 이의 제조방법 및 상기 이오노머-이오노머 지지체 복합체를 포함하는 연료전지용 촉매 전극

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US20190207238A1 (en) 2019-07-04
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