KR20210059197A - 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법 및 이를 통해 제조된 가스확산전극 및 전해질막 사이의 계면접합이 향상된 가스확산전극-전해질막 접합체 - Google Patents

가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법 및 이를 통해 제조된 가스확산전극 및 전해질막 사이의 계면접합이 향상된 가스확산전극-전해질막 접합체 Download PDF

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Abstract

본 발명은 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법 및 이를 통해 제조된 가스확산전극 및 전해질막 접합체에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 건조되지 않고 강화층 상에 제공된 이오노머 용액을 이용하여 가스확산전극과 전해질막을 접합할 때 접합 계면 사이의 공극이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법 및 이를 통해 제조된 가스확산전극 및 전해질막 사이의 계면접합이 향상된 가스확산전극-전해질막 접합체{A method for manufacturing a gas diffusion electrode-electrolyte membrane assembly, and the gas diffusion electrode-electrolyte membrane assembly having improved interface bonding between the gas diffusion electrode and the electrolyte membrane}
본 발명은 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법 및 이를 통해 제조된 가스확산전극 및 전해질막 접합체에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 건조되지 않고 강화층 상에 제공된 이오노머 용액을 이용하여 가스확산전극과 전해질막을 접합할 때 접합 계면 사이의 공극이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로 막-전극 접합체 제조는 열압착에 의한 데칼(decal) 공정 또는 전극을 전해질막에 직접 코팅하는 공정 또는 가스확산전극(GDE)을 이용하여 전해질막과 가스확산전극을 열접합하는 공정 등을 이용하여 제작된다. 특히 가스확산전극을 이용할 경우 데칼 공정 대비 별도의 이형기재 및 이형지 제거 공정 등이 배제되므로 공정이 더 단순화되고 원가 절감의 효과가 있다. 하지만 가스확산전극의 경우 가스확산층(GDL)의 표면 조도와 크랙의 형태를 그대로 가져가제 되는 단점이 있다. 구체적으로 가스확산층의 경우 표면의 조도가 수십 마이크로 미터이며 사양에 따라 크랙이 다수 존재하여 가스확산층 상에 전극을 도포한 가스확산전극의 경우 가스확산층의 이러한 표면 특성을 그대로 가져가게 된다. 특히 전극의 두께가 얇은 애노드 전극의 경우 가스확산층의 표면특성을 더 크게 따라가게 되는 문제가 발생한다.
이와 같은 가스확산전극의 표면조도가 크거나 크랙이 다수 존재할 경우 가스확산전극과 전해질막 사이의 접합성, 밀착성이 떨어지게 되고 가스확산전극과 전해질막 사이의 동공 또는 핀홀이 존재하게 되어 막-전극 접합체의 성능과 내구 저하를 유발하게 된다.
도 1의 (A)는 일반적인 가스확산전극의 단면을 나타낸 것이다. 이를 참고하면 가스확산층 표면에 다수의 크랙 및 핀홀 등이 존재하고, 또한 상기 가스확산층 상에 부착된 전극층의 표면 또한 동일하게 크랙 및 핀홀이 발생한 것을 알 수 있다.
도 1의 (B)는 상기 도 1(A)의 가스확산전극을 전해질막과 접합시킨 접합체로, 접합 계면 사이로 다량의 공극이 발생하게 되어 전극과 전해질막의 계면 접합력이 저하될 수 있음을 예상할 수 있다.
종래에는 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 열과 압력을 과하게 가하여 가스확산전극을 전해질막에 접합하는데, 이때 가스확산전극의 구조가 붕괴되거나 파손될 수 있고 가스확산전극이 과다하게 압축되어 기체 투과도가 떨어짐에 따라 막-전극 접합체의 성능 및 내구가 떨어질 수 있다.
일본등록특허 제5,049,121호는 막-전극 어셈블리를 제조하기 위한 적층법을 제공하는데 롤프레싱을 통해 적층체들을 접합하는 구성이 개시되어 있습니다. 하지만 이 또한 고형의 전해질막에 고형의 가스확산전극을 열압착하여 접합시키므로 상기 언급된 문제들을 여전히 해결하지 못하고 있다.
일본등록특허 제5,049,121호
본 발명은 가스확산층, 전극층 및 전해질막을 접합하는 공정을 일체화하여 공정시간 및 비용을 단축시킬 목적이 있다.
본 발명은 전극층을 포함하는 가스확산전극 및 전해질막을 접합할 때 접합 계면에서 발생하는 구조 붕괴, 공극, 핀홀 및 크랙 발생을 방지하는 막-전극 접합체 제조 방법을 제공할 목적이 있다.
본 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 발명에 따르면, 기재 상에 제1 이오노머 용액을 도포하여 제1 이오노머층을 형성하는 단계; 상기 형성된 제1 이오노머층 상에 강화층을 적층하여 합지하는 단계; 상기 합지된 강화층 상에 제2 이오노머 용액을 도포하여 제2 이오노머층을 형성하는 단계; 및 상기 형성된 제2 이오노머층 상에 가스확산층(GDL) 및 전극층(EL)을 포함하는 가스확산전극(GDE)을 적층하여 접합체를 제조하는 단계; 를 포함하고, 상기 접합체를 제조하는 단계 이후 한 쌍의 압착 롤러를 통해 상기 접합체를 압착하는 압착 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법을 제공한다.
상기 제1 이오노머 용액 및 제2 이오노머 용액은 과불소 술폰산(Perfluorinated Sulfonic Acid) 고분자를 포함하는 것일 수 있다.
상기 제2 이오노머 용액은 이오노머 고형분 및 용매를 포함하고, 상기 이오노머 고형분의 함량은 5 내지 30중량%인 것일 수 있다.
상기 제1 이오노머층 또는 제2 이오노머층의 두께는 10 내지 30㎛인 것일 수 있다.
상기 강화층의 두께는 5 내지 10㎛인 것일 수 있다.
상기 가스확산전극은 가스확산층, 및 상기 가스확산층의 일 표면에 전극 슬러리가 도포되어 형성된 전극층을 포함하는 것일 수 있다.
접합체를 제조하는 단계에서 전극층의 양면중 가스확산층과 접하지 않는 면이 제2 이오노머층에 부착되어 적층되는 것일 수 있다.
접합체를 제조하는 단계에서 상기 제2 이오노머층이 건조 및 경화되기 전에 상기 가스확산전극이 적층되는 것일 수 있다.
상기 가스확산전극의 양면 중 제2 이오노머층과 맞닿는 일 표면은 크랙 및 기공을 포함하는 것일 수 있다.
압착 단계에서 상기 압착에 의해 제2 이오노머 용액이 상기 가스확산전극의 크랙 및 기공으로 함침되어 상기 가스확산전극 및 제2 이오노머층의 계면에 공극이 형성되지 않는 것일 수 있다.
상기 가스확산층의 두께는 150 내지 300㎛이고, 상기 전극층의 두께는 3 내지 10㎛인 것일 수 있다.
상기 압착 롤러간 이격 거리는 200 내지 350㎛인 것일 수 있다.
상기 압착 롤러는 접합체의 상부 및 하부에 각각 위치하여 상기 접합체를 압착하고, 상기 접합체의 두께 감소량은 5% 미만인 것일 수 있다.
압착 단계 이후 상기 압착된 접합체를 건조 및 열처리하는 열처리 단계; 를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 건조 및 열처리에 의해 상기 접합체의 제2 이오노머 용액이 건조 및 경화되는 것일 수 있다.
상기 제1항의 제조방법에 의해 제조되고, 가스확산전극 및 제2 이오노머층의 계면에 공극이 없는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 가스확산층, 전극층 및 전해질막을 접합하는 공정을 일체화하여 공정시간 및 비용을 단축시킬 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극층을 포함하는 가스확산전극 및 전해질막을 접합할 때 접합 계면에서 발생하는 구조 붕괴, 공극, 핀홀 및 크랙 발생을 방지하는 막-전극 접합체 제조 방법을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 종래 가스확산전극 및 전해질막을 접합하여 가스확산전극-전해질막 접합체를 제조할 때 발생하는 문제들을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법에 관한 공정도를 간단히 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 가스확산전극-전해질막 접합체의 단면 구조를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 막-전극 접합체를 나타낸 것이다.
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.
본 발명은 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법 및 이를 통해 제조된 가스확산전극-전해질막 접합체에 관한 것이다.
본 발명의 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법은 기재 상에 제1 이오노머 용액을 도포하여 제1 이오노머층을 형성하는 단계, 상기 형성된 제1 이오노머층 상에 강화층을 적층하여 합지하는 단계, 상기 합지된 강화층 상에 제2 이오노머 용액을 도포하여 제2 이오노머층을 형성하는 단계, 및 상기 형성된 제2 이오노머층 상에 가스확산층(GDL) 및 전극층(EL)을 포함하는 가스확산전극(GDE)을 적층하여 접합체를 제조하는 단계를 포함하고, 상기 접합체를 제조하는 단계 이후 한 쌍의 압착 롤러를 통해 상기 접합체를 압착하는 압착 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하 각 단계별로 도 2 및 도 3을 참고하여 자세히 설명하도록 하겠다.
제1 이오노머층 형성 단계(S1)
기재 상에 이오노머 용액을 도포하여 이오노머층을 형성하는 단계이다. 구체적으로 기재 상에 코팅장치를 이용하여 제1 이오노머 용액을 도포하여 제1 이오노머층을 형성하는 단계이다.
본 발명의 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리이미드(PI) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함한다.
상기 기재의 두께는 바람직하게 20 내지 30㎛이다.
본 발명의 이오노머층은 강화층을 사이에 두고 상기 강화층의 양면에 이오노머 용액이 제공되어 형성되는 데, 본 발명에서는 방향에 대한 혼동을 없애기 위해 한쪽을 제1 이오노머 용액 및 제1 이오노머층으로 표시하고, 다른 한쪽을 제2 이오노머 용액 및 제2 이오노머층으로 표시하였다.
상기 제1 이오노머층의 두께는 바람직하게 10 내지 30㎛이다.
상기 제1 이오노머 용액은 이오노머 고형분 및 용매를 포함한다.
상기 제1 이오노머 고형분은 과불소 술폰산(Perfluorinated Sulfonic Acid) 고분자를 포함하고, 바람직하게 5 내지 30중량% 포함된다.
상기 용매는 바람직하게 순수(di water), 에탄올(ethanol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함한다.
본 발명에서 이오노머 용액을 도포하는 코팅 장치의 경우, 특별히 한정되지 않고 준비된 기재 상에 이오노머 용액을 도포하여 이오노머층을 온전히 형성시킬 수 있는 장치이면 충분하다. 예를 들어 슬롯다이 코터(slot-die-coater) 등을 들 수 있다.
강화층 합지 단계(S2)
형성된 제1 이오노머층 상에 강화층을 적층하여 합지하는 단계로, 구체적으로 앞서 도포되어 형성된 제1 이오노머층 상에 기공을 포함하는 강화층을 적층하여 상기 강화층과 기재 상에 형성된 제1 이오노머층을 합지하는 단계로, 상기 제1 이오노머층에 포함된 제1 이오노머 용액을 상기 강화층에 함침시키는 단계이다.
본 발명의 전해질막은 바람직하게 이오노머 및 강화층을 포함하는데, 이때 상기 이오노머가 상기 강화층의 양면에 적층 및 함침되는 제1 이오노머층 및 제2 이오노머층을 포함한다.
상기 강화층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(e-PTFE) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함한다.
상기 강화층의 두께는 바람직하게 5 내지 10㎛이다.
제2 이오노머층 형성 단계(S3)
합지된 강화층 상에 제2 이오노머 용액을 도포하여 제2 이오노머층을 형성하는 단계로, 구체적으로 강화층의 양면 중 제1 이오노머층과 합지되지 않은 면에 코팅장치를 이용하여 제2 이오노머 용액을 도포하여 제2 이오노머층을 형성하는 단계이다.
상기 제2 이오노머층의 두께는 바람직하게 10 내지 30㎛이다.
상기 제2 이오노머 용액은 이오노머 고형분 및 용매를 포함한다.
상기 제2 이오노머 고형분은 과불소 술폰산(Perfluorinated Sulfonic Acid) 고분자를 포함하고, 바람직하게 5 내지 30중량% 포함된다. 이때 상기 제2 이오노머 고형분의 함량이 5중량% 미만이면 일정 두께의 전해질막을 제막하기 어려워지고, 30중량% 초과하면 이오노머의 유동성이 떨어져 가스확산전극 표면의 크랙이나 공극에 침투하기 어려울 수 있다.
상기 용매는 바람직하게 순수(di water), 에탄올(ethanol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함한다.
접합체 제조 단계(S4)
준비된 가스확산전극을 강화층 상에 도포된 제2 이오노머층에 적층하여 접합체를 제조하는 단계로, 구체적으로 가스확산층(GDL) 및 전극층(EL)을 포함하는 가스확산전극(GDE)의 전극층과 제2 이오노머층이 맞닿는 방향으로 상기 가스확산전극을 부착하여 접합체를 제조하는 단계이다.
본 발명에서는 제2 이오노머층이 건조 및 경화되기 전에 가스확산전극을 적층하는 것이 특징이다. 즉, 일반적으로 전해질막과 가스확산전극을 접합할 때 전해질막에 포함된 이오노머 용액을 건조되어 경화된 상태를 유지하게 된다. 이렇게 경화된 이오노머층과 가스확산전극을 열접합하여 가스확산층이 적용된 3레이어 막-전극 접합체를 제조하게 된다.
본 발명의 경우 전해질막에 포함된 이오노머 용액을 건조하지 않은 상태로 가스확산전극을 접합하여 가스확산층이 적용된 막-전극 접합체를 제조하는 것이 특징이다. 또한 이때 상기 이오노머 용액이 경화된 상태가 아니기 때문에 통상적인 열접합을 수행하지 않는다.
상기 가스확산전극의 양면 중 제2 이오노머층과 맞닿는 일 표면(=전극층의 표면)은 크랙, 핀홀 및 기공 등을 포함한다.
본 발명에서는 가스확산층 및 전극층을 특정하지 않으며, 연료전지 분야에서 통상적으로 적용될 수 있는 가스확산층 및 전극층(촉매층)이면 충분하다.
상기 가스확산층의 두께는 바람직하게 150 내지 300㎛이고, 상기 전극층의 두께는 3 내지 10㎛이다.
본 발명의 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법은 접합체 제조 단계 이후 한 쌍의 압착 롤러를 통해 상기 접합체를 압착하는 압착 단계를 더 포함하는 것이 특징이다. 상기 압착 롤러는 접합체의 상부 및 하부에 각각 위치하여 상기 접합체를 압착하고, 상기 접합체의 두께를 압착 롤러를 통과하기 이전 보다 더 감소시키게 된다. 상기 압착 롤러는 서로 200 내지 350㎛의 이격거리를 갖는다. 이때 상기 압착 롤러를 통과하는 접합체의 두께 감소량은 5% 미만이다.
상기 압착이 진행되는 동안 제2 이오노머층에 포함된 경화되지 않은 제2 이오노머 용액은 상부에서 누르는 가스확산전극의 압력으로 인해 상기 가스확산전극 표면의 기공 및 크랙으로 함침되어 채워들어가게 되고, 결과적으로 압착 롤러를 통과하기 전에 존재하던 가스확산전극과 제2 이오노머층 사이의 공극들이 제거되게 된다.
도 4에는 압착 롤러에 의해 접합되어 계면 사이의 공극이 사라진 가스확산전극 및 전해질막이 나타나 있다. 만약 통상적인 방법처럼 제2 이오노머 용액이 가스확산전극과 접합되기 전에 경화된 상태였다면, 도 4와 같이 계면간 우수한 접합 효과를 얻을 수 없게 된다.
열처리 단계(S5)
압착 단계 이후 상기 압착된 접합체를 건조 및 열처리하는 열처리 단계이다.
상기 열처리에 의해 제2 이오노머층 뿐만 아니라 가스확산전극에 침투된 제2 이오노머 용액도 건조되어 경화되게 된다. 즉, 본 발명에서는 전해질막과 가스확산전극이 완전히 접합된 이후에 건조가 진행된다는 점에서 종래 기술과 차이가 있다.
상기 건조된 접합체의 이면에 데칼(decal) 공정 또는 전극을 직접 코팅하는 방법 등으로 도 5와 같이 양면에 가스확산층이 적용된 막-전극 접합체가 제조된다. 이때 각기 다른 극성을 갖는 전극층이 전해질막의 양면에 위치하게 되는데, 본 발명의 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법은 상기 전극층 중 상대적으로 두께가 얇은 전극층을 형성할 때 적용하면 효과적이다.

Claims (16)

  1. 기재 상에 제1 이오노머 용액을 도포하여 제1 이오노머층을 형성하는 단계;
    상기 형성된 제1 이오노머층 상에 강화층을 적층하여 합지하는 단계;
    상기 합지된 강화층 상에 제2 이오노머 용액을 도포하여 제2 이오노머층을 형성하는 단계; 및
    상기 형성된 제2 이오노머층 상에 가스확산층(GDL) 및 전극층(EL)을 포함하는 가스확산전극(GDE)을 적층하여 접합체를 제조하는 단계; 를 포함하고,
    상기 접합체를 제조하는 단계 이후 한 쌍의 압착 롤러를 통해 상기 접합체를 압착하는 압착 단계; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이오노머 용액 및 제2 이오노머 용액은 과불소 술폰산(Perfluorinated Sulfonic Acid) 고분자를 포함하는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 이오노머 용액은 이오노머 고형분 및 용매를 포함하고,
    상기 이오노머 고형분의 함량은 5 내지 30중량%인 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 이오노머층 또는 제2 이오노머층의 두께는 10 내지 30㎛인 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 강화층의 두께는 5 내지 10㎛인 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 가스확산전극은 가스확산층, 및
    상기 가스확산층의 일 표면에 전극 슬러리가 도포되어 형성된 전극층을 포함하는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    접합체를 제조하는 단계에서 전극층의 양면중 가스확산층과 접하지 않는 면이 제2 이오노머층에 부착되어 적층되는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    접합체를 제조하는 단계에서 상기 제2 이오노머층이 건조 및 경화되기 전에 상기 가스확산전극이 적층되는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가스확산전극의 양면 중 제2 이오노머층과 맞닿는 일 표면은 크랙 및 기공을 포함하는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    압착 단계에서 상기 압착에 의해 제2 이오노머 용액이 상기 가스확산전극의 크랙 및 기공으로 함침되어 상기 가스확산전극 및 제2 이오노머층의 계면에 공극이 형성되지 않는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 가스확산층의 두께는 150 내지 300㎛이고,
    상기 전극층의 두께는 3 내지 10㎛인 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 압착 롤러간 이격 거리는 200 내지 350㎛인 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 압착 롤러는 접합체의 상부 및 하부에 각각 위치하여 상기 접합체를 압착하고,
    상기 접합체의 두께 감소량은 5% 미만인 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  14. 제1항에 있어서,
    압착 단계 이후 상기 압착된 접합체를 건조 및 열처리하는 열처리 단계; 를 더 포함하는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 건조 및 열처리에 의해 상기 접합체의 제2 이오노머 용액이 건조 및 경화되는 것인 가스확산전극-전해질막 접합체 제조방법.
  16. 상기 제1항의 제조방법에 의해 제조되고,
    가스확산전극 및 제2 이오노머층의 계면에 공극이 없는 것을 특징으로 하는 가스확산전극-전해질막 접합체.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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