KR20210073716A - 내구성이 향상된 연료전지용 전해질막의 제조방법 - Google Patents

내구성이 향상된 연료전지용 전해질막의 제조방법 Download PDF

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KR20210073716A
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Abstract

본 발명은 교차 이동하는 수소 및/또는 공기를 효과적으로 제거할 수 있는 연료전지용 전해질막의 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 상기 제조방법은 기재 상에 적어도 이오노머를 포함하는 슬러리를 코팅하여 이온전달층을 제조하는 단계, 상기 기재 및 이온전달층을 포함하는 적층체를 권취하는 단계 및 한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 이온전달층은 폭방향 중심선을 기준으로 한 양측 영역 중 어느 한 쪽에 촉매를 포함하는 촉매 영역이 형성된 것일 수 있다.

Description

내구성이 향상된 연료전지용 전해질막의 제조방법{PREPARING METHOD OF ELECTROLYTE MEMBRANE FOR FUEL CELL WITH IMPROVED DURABILITY}
본 발명은 교차 이동하는 수소 및/또는 공기를 효과적으로 제거할 수 있는 연료전지용 전해질막의 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 자동차용 연료전지로는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)가 적용되고 있다. 상기 고분자 전해질막 연료전지가 자동차의 다양한 운전조건에서 최소 수십 kW 이상 높은 출력 성능을 정상적으로 발현하려면, 넓은 전류 밀도(Current Density) 범위에서 안정적으로 작동이 가능해야 한다.
상기 연료전지의 전기 생성을 위한 반응은 과불소 술폰산계 이오노머 기반 전해질막(Perfluorinated Sulfonic Acid (PFSA) Ionomer-Based Membrane)과 애노드(Anode)/캐소드(Cathode)의 전극으로 구성된 막-전극 접합체(MEA: Membrane-Electrode Assembly)에서 발생한다. 산화극인 애노드에 공급된 수소가 수소 이온(Proton)과 전자(Electron)로 분리된 후, 수소 이온은 막을 통해 환원극인 캐소드 쪽으로 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 캐소드로 이동한다. 상기 캐소드에서 산소 분자, 수소 이온 및 전자가 함께 반응하여 전기를 생성함과 동시에 반응 부산물로서 물(H2O)과 열이 생성된다.
연료전지의 반응 기체들인 수소 및 공기(산소)가 전해질막을 통해 교차 이동(Crossover)을 하는 경우가 있는데, 이 과정에서 과산화수소(Hydrogen Peroxide: HOOH)가 생성될 수 있다. 상기 과산화수소가 히드록실(Hydroxyl) 라디칼(·OH) 및 히드로페록실(Hydroperoxyl) 라디칼(·OOH) 등의 산소 함유 라디칼들(Oxygen-Containing Radicals)로 분해되면 상기 라디칼들이 전해질막을 공격하여 막의 화학적 열화(Chemical Degradation)을 유발하고 결국 연료전지의 내구성을 감소시키는 악영향을 미친다.
위와 같은 문제를 해결하기 위해 최근 전해질막에 백금(Pt) 등의 귀금속계 촉매를 첨가하여 교차 이동하는 수소 및 공기(산소)를 물로 반응시켜 제거하는 방법에 대한 연구가 진행되고 있다.
국내특허등록공보 제10-1669236호 국내특허등록공보 제10-1081712호
본 발명은 백금 등의 귀금속계 촉매의 사용량을 최소화하면서도 전해질막의 내구성 향상 효과를 종래에 비해 동등 또는 그 이상의 수준으로 유지할 수 있는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
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 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 전해질막의 제조방법은 기재 상에 적어도 이오노머를 포함하는 슬러리를 코팅하여 이온전달층을 제조하는 단계, 상기 기재 및 이온전달층을 포함하는 적층체를 제조하는 단계 및 한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 이온전달층은 폭방향 중심선을 기준으로 한 양측 영역 중 어느 한 쪽에 촉매를 포함하는 촉매 영역이 형성된 것일 수 있다.
상기 촉매 영역은 이온전달층의 일측 단부로부터 상기 폭방향 중심선을 향해 일정 거리 떨어진 경계선까지의 영역에 형성된 것일 수 있다.
상기 촉매 영역이 형성된 너비는 상기 이온전달층의 폭의 1/2 이하일 수 있다.
상기 이온전달층은 다이 코터(die coater)를 이용하여 제조하되, 상기 다이 코터에 구비된 다이 헤드(die head)의 노즐의 일부 영역에서 이오노머 및 촉매를 포함하는 슬러리를 토출하여 상기 촉매 영역을 형성하는 것일 수 있다.
상기 촉매는 백금(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있다.
상기 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 이형지를 포함할 수 있다.
상기 제조방법은 한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하되, 각 이온전달층에 포함된 상기 촉매 영역이 서로 반대 영역에 위치하도록 합지하는 것일 수 있다.
상기 제조방법은 한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하되, 각 이온전달층에 포함된 상기 촉매 영역이 같은 영역에 위치하도록 합지하는 것일 수 있다.
상기 제조방법은 상기 적층체를 롤에 권취하되, 상기 이온전달층이 외측을 향하도록 권취된 외향면롤 및 상기 이온전달층이 내측을 향하도록 권취된 내향면롤을 준비하고, 상기 외향면롤과 내향면롤을 각 이온전달층이 서로 맞닿도록 합지하여 상기 촉매 영역이 같은 영역에 위치하도록 하는 것일 수 있다.
상기 제조방법은 폭방향 중심선을 기준으로 양측 영역 중 일측의 영역에 촉매 영역이 형성된 제1 이온전달층 및 타측의 영역에 촉매 영역이 형성된 제2 이온전달층을 형성하고, 상기 제1 이온전달층 및 상기 제2 이온전달층이 맞닿도록 합지하여 상기 촉매 영역이 같은 영역에 위치하도록 하는 것일 수 있다.
상기 제조방법은 상기 이온전달층 상에 다공성의 강화층을 제공하여 상기 강화층을 함침시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 강화층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(e-PTFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리이미드(PI), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지의 제조방법은 상기 전해질막의 양면에 전극층을 형성하여 막-전극 접합체를 얻는 단계 및 상기 전해질막의 촉매 영역이 수소 입구 및 공기 입구 측에 위치하도록 상기 막-전극 접합체와 가스켓을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면 백금 등의 귀금속계 촉매의 사용량을 저감할 수 있으면서도 내구성의 향상 효과는 종래에 비해 동등 또는 그 이상의 수준을 유지할 수 있으므로 제품의 가격 경쟁력 확보에 큰 도움이 될 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 1회 내지 2회의 코팅 공정을 통해 얻은 이온전달층을 이용하여 다양한 형태의 전해질막을 형성할 수 있는바, 그 활용성이 매우 뛰어나다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지용 전해질막의 제조방법을 도시한 흐름도이다.
도 2a는 본 발명에 따른 이온전달층을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 2b는 상기 도 2a의 C-C' 선의 단면도이다.
도 3은 본 발명에서 사용할 수 있는 다이 코터를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 이온전달층의 다른 실시형태를 도시한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 연료전지용 전해질막의 제조방법의 제1 실시형태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 6a는 상기 제1 실시형태에 의해 제조된 전해질막을 이용하여 얻은 연료전지의 평면도를 도시한 것이고, 도 6b는 상기 연료전지의 저면도를 도시한 것이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명에 따른 연료전지용 전해질막의 제조방법의 제2 실시형태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 8a 내지 도 8d는 본 발명에 따른 연료전지용 전해질막의 제조방법의 제3 실시형태를 설명하기 위한 참고도이다.
도 9a는 상기 제2 실시형태 또는 제3 실시형태에 의해 제조된 전해질막을 이용하여 얻은 연료전지의 평면도를 도시한 것이고, 도 9b는 상기 연료전지의 저면도를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 전해질막의 다른 실시형태를 도시한 단면도이다.
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.
도 1은 본 발명에 따른 연료전지용 전해질막의 제조방법을 도시한 흐름도이다. 이를 참조하면, 상기 제조방법은 기재 상에 적어도 이오노머를 포함하는 슬러리를 코팅하여 이온전달층을 제조하는 단계(S10), 상기 기재 및 이온전달층을 포함하는 적층체를 제조하는 단계(S20) 및 한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하는 단계(S30)를 포함한다.
도 2a는 본 발명에 따른 이온전달층(22)을 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 2b는 상기 도 2a의 C-C' 선의 단면도이다. 이를 참조하면, 상기 이온전달층(22)은 폭방향 중심선(L0)을 기준으로 양측 영역 중 어느 한 쪽에 촉매를 포함하는 촉매 영역(A)이 형성된 것일 수 있다. 상기 촉매 영역(A)은 상기 이온전달층(22)의 표면만을 지칭하는 것이 아니고, 두께 방향의 내부 영역도 포괄하는 것이다. 상기 폭방향 중심선(L0)은 이온전달층(22)의 각 특정 지점의 폭 방향의 중심점들을 이어 형성되는 가상의 선을 의미한다. 또한 상기 폭방향 중심선(L0)은 후술할 적층체(20)의 폭방향의 중심선을 의미할 수도 있다. 이때에는 상기 폭방향 중심선(L0)은 적층체(20)의 각 특정 지점의 폭 방향의 중심점들을 이어 형성되는 가상의 선을 의미한다.
상기 이온전달층(22)에서 촉매 영역(A)을 제외한 나머지 부분은 비촉매 영역(B)이라 지칭한다. 도 2에서 상기 촉매 영역(A)과 비촉매 영역(B)은 직선적으로 매우 명확하게 구분되어 있으나 이는 이해의 편의를 위한 것이고, 양 영역의 계면은 도 2와 같이 구분될 수도 있고, 완만한 파동의 개형(profile)을 그리며 구분될 수도 있으며, 촉매가 농도 구배(gradient)를 가지며 다소 불명확하게 구분될 수도 있다. 중요한 것은 본 발명에 따른 이온전달층(22)은 상기 폭방향 중심선(L0)을 기준으로 양측 영역 중 어느 한 쪽의 영역에 촉매 영역(A)이 형성된다는 것이다. 이를 만족하는 다양한 형태가 본 발명의 권리 범위에 속함은 자명한다.
상기 촉매 영역(A)은 이온전달층(22)의 일측 단부(L1)로부터 상기 폭방향 중심선(L0)을 향해 일정 거리 떨어진 경계선(L2)까지의 영역에 형성될 수 있다. 이때, 상기 촉매 영역(A)이 형성된 너비 즉, 일측 단부(L1)로부터 상기 경계선(L2)까지의 거리는 상기 이온전달층(22)의 폭(W)의 1/2 이하일 수 있다. 상기 촉매 영역(A)의 너비가 상기 이온전달층(22)의 폭(W)의 1/2를 초과하면 촉매 사용량 저감 효과를 극대화하기 어렵다.
상기 이온전달층(22)은 다이 코터를 이용하여 제조할 수 있다. 도 3은 상기 다이 코터(60)를 개략적으로 도시한 것이다. 이를 참조하면, 상기 다이 코터(60)에 구비된 다이 헤드(61)의 노즐(62)의 일부 영역에서 촉매 및 이오노머를 포함하는 슬러리를 기재(21) 상에 토출시키고, 이와 동시에 나머지 영역에서 적어도 이오노머를 포함하는 슬러리를 기재(21) 상에 토출시켜 상기 촉매 영역(A) 및 비촉매 영역(B)이 형성된 이온전달층(22)을 제조할 수 있다.
그 구체적인 수단은 특별히 제한되지 않으나, 슬러리 투입부(63)를 상기 기재(21)의 폭 방향으로 복수 개 배열하고 그 중 일부에만 촉매 및 이오노머를 포함하는 슬러리를 투입하여 상기 촉매 영역(A)을 형성할 수 있다.
상기 촉매는 전해질막을 교차 이동하는 수소 및 공기를 반응시킬 수 있는 활성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 촉매는 백금(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함할 수 있다.
상기 이오노머는 수소 이온(Proton) 전도성 작용기를 갖는 고분자를 포함할 수 있다. 상기 수소 이온 전도성 작용기는 술폰산, 술폰산염, 카르복실산, 카르복실산염, 인산, 인산염 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 이오노머는 상기 수소 이온 전도성 작용기를 포함하는 과불소 술폰산계 이오노머(PFSA: perfluorinated sulfonic acid ionomer)를 포함할 수 있다.
상기 비촉매 영역(B)을 형성하는 슬러리는 적어도 이오노머를 포함할 수 있고, 추가적으로 산화방지제를 더 포함할 수 있다. 상기 산화방지제는 예를 들어 세륨 산화물(cerium oxide or ceria) 및 세륨 질산 육수염(cerium (III) nitrate hexahydrate) 등의 세륨계 또는 테레프탈산계(terephthalic Acid) 산화방지제를 포함할 수 있다. 상기 산화방지제는 상기 촉매가 존재하지 않는 비촉매 영역(B)에 첨가되어 상기 촉매 영역(A)에서 미쳐 제거되지 않은 미량의 기체를 처리하는 구성이다.
상기 기재(21)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 이형지를 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 이온전달층(22)의 다른 실시형태를 도시한 단면도이다. 상기 이온전달층(22)에는 다공성의 강화층(30)이 삽입되어 있을 수 있다. 그에 따라 상기 제조방법은 상기 이온전달층(22) 상에 상기 다공성의 강화층(30)을 제공하여 상기 강화층을 함침시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 강화층(30)은 상기 전해질막(300)의 기계적 강성의 증대를 위한 구성이다. 상기 강화층(30)은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(e-PTFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리이미드(PI), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것으로 이루어져 있으며, 수많은 기공을 가지고 있는 다공성의 막일 수 있다.
상기 강화층(30)의 기공 크기가 상기 촉매, 이오노머, 산화방지제 등의 입자 크기보다 큰 것을 사용하여 상기 강화층에도 상기 촉매, 산화방지제 등이 함침되도록 할 수 있다.
상기 기재(21) 상에 상기 이온전달층(22)을 형성하여 얻은 적층체(20)를 권취할 수 있다(S20). 상기 적층체(20)를 롤(roll) 등에 권취시켜 얻은 권취롤을 한 쌍(pair) 준비하고, 상기 적층체(20)의 이온전달층(22)이 마주보도록 합지하고 상기 기재(21)를 제거하여 전해질막(10)을 제조할 수 있다(S30). 이하 상기 단계들에 대해 구체적으로 설명한다.
먼저 상기 제조방법은 도 5a 내지 도 5d와 같이 한 쌍의 상기 적층체(20, 20')를 합지하여 전해질막(10)을 형성하되, 각 이온전달층(22, 22')에 포함된 상기 촉매 영역(A, A')이 서로 반대 영역에 위치하도록 합지할 수 있다.
구체적으로 먼저 도 5a 및 도 5b와 같이 기재(21, 21') 상에 이온전달층(22, 22')이 형성된 적층체(20, 20')를 준비할 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 설명의 편의를 위해 상기 적층체(20, 20')의 단면을 도시하였으나, 상기 적층체(20, 20')는 권취롤의 상태일 수도 있다.
이후 도 5c와 같이 양 적층체(20, 20')를 이온전달층(22, 22')이 마주보도록 위치시킨 뒤, 기재(21, 21')를 제거하며 전사하여 도 5d와 같은 전해질막(10)을 얻을 수 있다.
도 5d를 참조하면, 상기 전해질막(10)은 상기 촉매 영역(A, A')이 서로 반대 방향 영역에 위치함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 연료전지의 제조방법은 도 5a 내지 도 5b와 같은 방법으로 제조한 전해질막(10)의 양면에 전극을 형성하여 막-전극 접합체를 얻는 단계 및 상기 전해질막(10)의 촉매 영역(A, A')이 수소 입구 및 공기 입구 측에 위치하도록 상기 막-전극 접합체와 가스켓을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
연료전지에 있어서, 수소 입구 및 공기 입구 측이 교차 이동하는 가스의 양이 가장 많고, 전해질막의 열화가 가장 심하게 발생하는 곳이다. 본 발명은 상기 수소 입구 및 공기 입구 측의 전해질막에 국부적으로 촉매를 첨가하여 최소한의 촉매 함량으로 최대한의 효과, 즉 전해질막의 내구성을 극대화한 것에 그 기술적인 특징이 있다.
도 6a는 상기 연료전지의 평면도를 도시한 것이고, 도 6b는 상기 연료전지의 저면도를 도시한 것이다. 설명의 편의를 위해 전극은 제외하고, 전해질막(10)과 가스켓(50)만 도시하였다. 또한 도 6a의 촉매 영역(A)와 도 6b의 촉매 영역(A')은 각각 평면도 및 저면도에서 외부로 노출되는 구성은 아니지만 이해를 돕기 위해 함께 도시하였다. 도 5d의 단면도를 참조하면 도 6a 및 도 6b의 전해질막의 구조를 쉽게 알 수 있을 것이다. 도 6a를 참조하면, 공기 입구(53) 측에 촉매 영역(A')이 위치함을 알 수 있고, 도 6b를 참조하면, 수소 입구(51) 측에 촉매 영역(A)이 위치함을 알 수 있다.
다음으로 상기 제조방법은 도 7a 내지 도 7d와 같이 한 쌍의 상기 적층체(20, 20')를 합지하여 전해질막(10)을 형성하되, 각 이온전달층(22, 22')에 포함된 상기 촉매 영역(A, A')이 같은 영역에 위치하도록 합지할 수 있다.
구체적으로 먼저 도 7a와 같이 기재(21) 상에 이온전달층(22)이 형성된 적층체(20)를 준비할 수 있다. 상기 적층체(20)를 롤에 권취하되, 상기 이온전달층(22)이 외측을 향하도록 권취된 외향면롤(41) 및 상기 이온전달층(22)이 내측을 향하도록 권취된 내향면롤(42)을 준비할 수 있다.
이후 도 7b와 같이 상기 외향면롤(41)과 상기 내향면롤(42)을 위치시킨 뒤, 각 권취롤의 이온전달층(22, 22')이 서로 맞닿도록 합지할 수 있다. 도 7b는 합지를 위해 권취롤에서 풀린(unwind) 이온전달층(22, 22')의 일부분만을 도시한 것이고, 내향면롤(42)의 경우 합지를 위해 기재가 제거된 상태를 도시한 것이다.
즉, 양 권취롤(41, 42)을 도 7b와 같이 배열하면 도 7c과 같은 상태가 된다. 이 상태에서 기재(21)를 제거하며 전사하면 도 7d와 같은 전해질막(10)을 얻을 수 있다.
도 7d를 참조하면, 상기 전해질막(10)은 상기 촉매 영역(A, A')이 같은 방향의 영역에 위치함을 알 수 있다.
또한 상기 촉매 영역(A, A')이 같은 영역에 위치하는 전해질막(10)을 얻기 위해 다음과 같은 방법으로 상기 전해질막(10)을 제조할 수도 있다. 상기 제조방법은 도 8a와 같이 일측에 촉매 영역(A)이 형성된 제1 이온전달층(22) 및 도 8b와 같이 타측에 촉매 영역(A')이 형성된 제2 이온전달층(22')을 포함하는 적층체(20, 20')를 준비하는 것에서 시작한다.
이후 도 8c와 같이 양 적층체(20, 20')를 이온전달층(22, 22')이 마주보도록 위치시킨 뒤, 기재(21, 21')를 제거하며 전사하여 도 8d와 같은 전해질막(10)을 얻을 수 있다.
도 8d를 참조하면, 상기 전해질막(10)은 상기 촉매 영역(A, A')이 서로 같은 방향의 영역에 위치함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 연료전지의 제조방법은 도 7a 내지 도 7d 또는 도 8a 내지 도 8d와 같은 방법으로 제조한 전해질막(10)의 양면에 전극을 형성하여 막-전극 접합체를 얻는 단계 및 상기 전해질막(10)의 촉매 영역(A, A')이 수소 입구 및 공기 입구 측에 위치하도록 상기 막-전극 접합체와 가스켓을 결합하는 단계를 포함할 수 있다.
도 9a는 상기 연료전지의 평면도를 도시한 것이고, 도 9b는 상기 연료전지의 저면도를 도시한 것이다. 설명의 편의를 위해 전극은 제외하고, 전해질막(10)과 가스켓(50)만 도시하였다. 도 9a를 참조하면, 수소 입구(51) 측에 촉매 영역(A')이 위치함을 알 수 있고, 도 9b를 참조하면, 공기 입구(53) 측에 촉매 영역(A)이 위치함을 알 수 있다.
연료전지에 있어서, 수소 입구(51)와 공기 입구(53)의 위치, 배열은 그 실시형태가 굉장히 다양할 수 있다. 그러나 본 발명에 따른 제조방법에 따르면 한 종류의 적층체(20)를 이용해 다양한 형태의 전해질막(10)을 제조할 수 있으므로 수소 입구(51)와 공기 입구(53)의 위치, 배열이 변경되어도 그에 유연하게 대처할 수 있다.
한편, 가스 투과가 많지 않은 저출력의 연료전지에 본 발명에 따른 전해질막(10)을 적용하는 경우에는 도 10과 같이 한 쌍의 적층체에 포함된 어느 한 측의 이온전달층(22')에만 전술한 촉매 영역(A)을 형성함으로써 촉매의 사용량을 더욱 절감할 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 전해질막 20: 적층체 21: 기재 22: 이온전달층
A: 촉매 영역 B: 비촉매 영역 L0: 폭방향 중심선
L1: 단부 L2: 경계선 W: 폭
30: 강화층
41: 외향면롤 42: 내향면롤 50: 가스켓
51: 수소 입구 52: 수소 출구 53: 공기 입구
54: 공기 출구

Claims (13)

  1. 기재 상에 적어도 이오노머를 포함하는 슬러리를 코팅하여 이온전달층을 제조하는 단계;
    상기 기재 및 이온전달층을 포함하는 적층체를 제조하는 단계; 및
    한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 이온전달층은 폭방향 중심선을 기준으로 한 양측 영역 중 어느 한 쪽에 촉매를 포함하는 촉매 영역이 형성된 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 영역은 이온전달층의 일측 단부로부터 상기 폭방향 중심선을 향해 일정 거리 떨어진 경계선까지의 영역에 형성된 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 영역이 형성된 너비는 상기 이온전달층의 폭의 1/2 이하인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 이온전달층은 다이 코터(die coater)를 이용하여 제조하되,
    상기 다이 코터에 구비된 다이 헤드(die head)의 노즐의 일부 영역에서 이오노머 및 촉매를 포함하는 슬러리를 토출하여 상기 촉매 영역을 형성하는 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 촉매는 백금(Pt), 금(Au), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 포함하는 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate, PEN), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE), 폴리이미드(polyimide, PI), 폴리프로필렌(polypropylene, PP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 이형지를 포함하는 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하되,
    각 이온전달층에 포함된 상기 촉매 영역이 서로 반대 영역에 위치하도록 합지하는 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  8. 제1항에 있어서,
    한 쌍의 상기 적층체를 합지하여 전해질막을 형성하되,
    각 이온전달층에 포함된 상기 촉매 영역이 같은 영역에 위치하도록 합지하는 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 적층체를 롤에 권취하되,
    상기 이온전달층이 외측을 향하도록 권취된 외향면롤 및 상기 이온전달층이 내측을 향하도록 권취된 내향면롤을 준비하고,
    상기 외향면롤과 내향면롤을 각 이온전달층이 서로 맞닿도록 합지하여 상기 촉매 영역이 같은 영역에 위치하도록 하는 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    폭방향 중심선을 기준으로 양측 영역 중 일측의 영역에 촉매 영역이 형성된 제1 이온전달층 및 타측의 영역에 촉매 영역이 형성된 제2 이온전달층을 형성하고,
    상기 제1 이온전달층 및 상기 제2 이온전달층이 맞닿도록 합지하여 상기 촉매 영역이 같은 영역에 위치하도록 하는 것인 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이온전달층 상에 다공성의 강화층을 제공하여 상기 강화층을 함침시키는 단계를 더 포함하는 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 강화층은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(e-PTFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리이미드(PI), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 포함하는 연료전지용 전해질막의 제조방법.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따라 제조된 연료전지용 전해질막의 양면에 전극층을 형성하여 막-전극 접합체를 얻는 단계; 및
    상기 전해질막의 촉매 영역이 수소 입구 및 공기 입구 측에 위치하도록 상기 막-전극 접합체와 가스켓을 결합하는 단계를 포함하는 연료전지의 제조방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102465657B1 (ko) * 2022-05-13 2022-11-11 주식회사 에코나인 2d 보라진 양성자 전도성 물질, 이를 포함하는 전해질 막 및 연료전지에서 이의 사용방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101081712B1 (ko) 2002-09-04 2011-11-09 유티씨 파워 코포레이션 과산화수소 분해 촉매를 구비한 박막 전극 조립체
KR101669236B1 (ko) 2005-09-26 2016-10-25 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드 고체 고분자 전해질 및 그의 제조 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7790304B2 (en) * 2005-09-13 2010-09-07 3M Innovative Properties Company Catalyst layers to enhance uniformity of current density in membrane electrode assemblies
US9722269B2 (en) * 2008-01-11 2017-08-01 GM Global Technology Operations LLC Reinforced electrode assembly
KR101956029B1 (ko) * 2016-04-25 2019-03-08 현대자동차 주식회사 연료 전지용 막-전극 어셈블리 제조 장치 및 방법

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101081712B1 (ko) 2002-09-04 2011-11-09 유티씨 파워 코포레이션 과산화수소 분해 촉매를 구비한 박막 전극 조립체
KR101669236B1 (ko) 2005-09-26 2016-10-25 더블유.엘. 고어 앤드 어소시에이트스, 인코포레이티드 고체 고분자 전해질 및 그의 제조 방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102465657B1 (ko) * 2022-05-13 2022-11-11 주식회사 에코나인 2d 보라진 양성자 전도성 물질, 이를 포함하는 전해질 막 및 연료전지에서 이의 사용방법

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