KR20220080929A - 막-전극 접합체 제조장치 및 막-전극 접합체를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 막-전극 접합체 제조장치 및 막-전극 접합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 분사함으로써 상기 전해질막 원단 및 전극에 포함된 이온전도성 고분자의 유리전이 온도를 낮춰 효율적인 데칼전사(Decal-transfer)가 진행될 수 있도록 하는 막-전극 접합체 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 막-전극 접합체 제조장치 및 막-전극 접합체를 제조하는 방법에 관한 것이다. 보다 구체적으로 본 발명은 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 분사함으로써 상기 전해질막 원단 및 전극에 포함된 이온전도성 고분자의 유리전이 온도를 낮춰 효율적인 데칼전사(Decal-transfer)가 진행될 수 있도록 하는 막-전극 접합체 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
연료전지 시스템에서 에너지 발생의 최소단위인 막-전극 접합체는 전해질과 전극으로 구성되어 있다. 이온전도성이 높은 고분자로 이루어진 전해질막과 탄소 또는 산화물을 지지체로 가지며 활성이 높은 촉매 및 이오노머로 구성된 전극을 접착시키는 방법으로 전사법(Decalcomania)이 사용되고 있다. 상기 전사법은 기본적으로 접착이론 중 두 고분자의 접착을 다루는 흡착 이론을 따르며, 여기서 두 고분자는 전해질막과 전극 내 이오노머로 적용될 수 있다.
접착이 시작될 때, 열역학적으로 상용성이 있거나 부분적인 상용성을 지닌 고분자 사이에서는 고분자 계면에서 고분자 사슬의 상호확산에 의해 계면이 사라지거나 균일한 상을 보이기 시작한다.
고분자 시편 사이의 접착에서도 이 같은 현상에 의해 계면을 경계로 한 쪽에서 다른 쪽으로 서로 상호 확산된 고분자 사슬이 다른 고분자 사슬과 엉킴을 형성하게 되며, 이때 접착력이 형성되게 된다.
연료전지 막-전극 접합체의 경우, 전해질막 위에 전극의 전사가 가능하기 위해서는 전극 및 전해질막에 포함된 고분자가 비슷한 분자구조를 가져 상용성이 있어야 하며, 유리전이 상태로 만들어줄 충분한 온도와, 유리전이 상태의 전해질막에 전극이 접착될 만큼의 압력 및 시간이 필요하다.
전사 온도와 전사 압력은 상호 보완의 관계로서, 전사 공정 조건에 따라 적절하게 적용 가능하다. 이와 관련된 전사하는 다양한 공정이 공지되어 있으며, 이들 방법은 전해질막 및 전극의 종류에 따라 다양한 온도, 압력 및 전사 시스템을 갖는다.
다만 너무 높은 온도의 유리전이온도를 가지는 전해질막은 전사 압력을 높이는 것만으로는 충분한 전사가 진행될 수 없으며, 유리전이 상태를 만들기 위해 필요한 높은 온도는 전해질막 및 전극 이형지의 물성 변화, 전극 물성 변화 및 전사 장비 성능 내구 문제를 유발하여 전사 공정성을 떨어뜨리는 원인이 된다.
1. J. Noolandi and K. M. Hong, macro-molecules, 15, 482 (1982)
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본 발명에 의하면, 전극 및 전해질막 원단의 데칼전사 공정의 속도를 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공할 목적이 있다.
본 발명에 의하면, 낮은 온도에서 안정적으로 전극을 전해질막 원단에 전사시키는 장치 및 방법을 제공할 목적이 있다.
본 발명에 의하면, 전해질막 원단 상에 전사된 전극의 접착성을 향상시킬 수 있는 장치 및 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 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, 전해질막 원단을 공급하는 제1 공급롤러; 상기 전해질막 원단의 상부에 위치하여 전극이 코팅된 상부 이형지를 공급하는 제2 공급롤러; 상기 전해질막 원단의 하부에 위치하여 전극이 코팅된 하부 이형지를 공급하는 제3 공급롤러; 상기 이형지에 코팅된 전극을 전해질막 원단 표면에 전사시키는 전사롤러; 및 전극이 전사된 전해질막 원단을 포함하는 막-전극 접합체를 회수하는 제1 회수롤러; 를 포함하고, 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 분사 장치 또는 가습 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막-전극 접합체 제조장치를 제공한다.
상기 분사 장치는 분사물질을 포함하는 몸체 및 상기 몸체 내의 분사물질을 외부로 토출시키는 노즐을 포함하는 것일 수 있다.
상기 분사 장치는 제1 공급롤러 및 전사롤러 사이에 위치하고, 제1 공급롤러에서 공급되는 전해질막 원단, 상부 이형지에 코팅된 전극 및 하부 이형지에 코팅된 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 것일 수 있다.
상기 분사물질은 물을 포함하고, 상기 물은 수증기의 형태로 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 제공되는 것일 수 있다.
상기 가습 장치는 내부 공간을 외부로부터 보호하여 물질의 이동을 차단할 수 있는 차단룸 및 상기 차단룸의 내부에 위치하여 차단룸 내에 상대습도를 증가시킬 수 있도록 수증기를 분무하는 항온항습기를 포함하는 것일 수 있다.
상기 가습 장치의 차단룸 내에는 제1 공급롤러, 제2 공급롤러, 제3 공급롤러, 전사롤러 및 제1 회수롤러가 위치하는 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 이온전도성 고분자를 각각 포함하는 전해질막 원단 및 전극을 준비하는 준비단계; 및
상기 전해질막 원단 상에 전극을 전사시키는 전사단계; 를 포함하고, 상기 준비단계, 전사단계 및 준비단계와 전사단계 사이 중 적어도 어느 하나에 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 분사단계; 가 더 포함되고, 상기 분사물질는 분사 장치를 통해 직접 분사되거나, 또는 가습 장치를 통해 간접 분사되는 방법으로 제공되는 것을 특징으로 하는 막-전극 접합체 제조방법을 제공한다.
전사단계에서 상기 전극은 열 및 압력을 받아서 상기 전해질막 원단 표면에 전사되는 것일 수 있다.
상기 열은 상기 이온전도성 고분자의 유리전이 온도 이상으로 가해지는 것일 수 있다.
상기 분사물질은 물을 포함하고, 상기 물은 수증기의 형태로 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 제공되는 것일 수 있다.
상기 분사물질은 전해질막 원단 또는 전극에 포함된 이온전도성 고분자 100부피부를 기준으로 33부피부 내지 66부피부 포함되는 것일 수 있다.
분사단계에서 분사된 분사물질에 의해 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 포함되는 이온전도성 고분자가 가소화되고, 상기 가소화에 의해 상기 이온전도성 고분자의 유리전이 온도가 낮아지는 것일 수 있다.
분사단계에서 분사 장치를 통해 분사물질가 직접 분사되고 상기 분사물질은 1 내지 100L/min·㎡ 의 유량으로 1 내지 5bar 압력으로 분사되는 것일 수 있다.
분사단계에서 가습 장치를 통해 분사물질가 간접 분사되고 상기 가습 장치는 외부로부터 물질의 이동을 차단할 수 있는 차단룸을 포함하고 상기 준비단계, 전사단계 및 분사단계는 상기 차단룸의 내부에서 전행되는 것일 수 있다.
상기 차단룸 내부의 상대 습도는 50 내지 100% 인 것일 수 있다.
본 발명에 따르면, 전극 및 전해질막 원단의 데칼전사 공정의 속도를 향상시킬 수 있는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 낮은 온도에서 안정적으로 전극을 전해질막 원단에 전사시키는 장치 및 방법을 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 전해질막 원단 상에 전사된 전극의 접착성을 향상시킬 수 있는 장치 및 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 본 발명의 막-전극 접합체 제조장치에 대한 모식도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 막-전극 접합체 제조방법에 대한 순서도를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 막-전극 접합체 제조방법에 대한 순서도를 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 막-전극 접합체 제조장치 및 막-전극 접합체 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 본 발명은 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 수증기를 분사함으로써 상기 전해질막 원단 및 전극에 포함된 이온전도성 고분자의 유리전이 온도를 낮춰 효율적인 데칼전사(Decal-transfer)가 진행될 수 있도록 하는 막-전극 접합체 제조장치 및 제조방법을 제공하는 것을 특징으로 한다.
이하 도 1의 모식도를 참고하여 본 발명의 제조장치에 대해 설명하고, 도 2의 순서도를 참고하여 본 발명의 제조방법에 대해 설명하겠다.
막-전극 접합체 제조장치
본 발명의 막-전극 접합체 제조장치는 전해질막 원단을 공급하는 제1 공급롤러, 상기 전해질막 원단의 상부에 위치하여 전극이 코팅된 상부 이형지를 공급하는 제2 공급롤러, 상기 전해질막 원단의 하부에 위치하여 전극이 코팅된 하부 이형지를 공급하는 제3 공급롤러, 상기 이형지에 코팅된 전극을 전해질막 원단 표면에 전사시키는 전사롤러 및 전극이 전사된 전해질막 원단을 포함하는 막-전극 접합체를 회수하는 제1 회수롤러를 포함한다.
특히 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 분사 장치 또는 가습 장치를 더 포함하는 것이 본 발명의 특징이다.
공급롤러
본 발명의 공급롤러는 전해질막 원단을 공급하는 제1 공급롤러, 상기 전해질막 원단의 상부에 위치하여 전극이 코팅된 상부 이형지를 공급하는 제2 공급롤러 및 상기 전해질막 원단의 하부에 위치하여 전극이 코팅된 하부 이형지를 공급하는 제3 공급롤러를 포함한다.
상기 상부 이형지는 전해질막 원단이 위치하는 방향인 상부 이형지의 하부면에 전극이 코팅되어 공급되고, 상기 하부 이형지는 전해질막 원단이 위치하는 방향인 하부 이형지의 상부면에 전극이 코팅되어 공급된다.
상기 상부 이형지에 코팅된 전극은 제1 공급롤러를 통해 공급되는 전해질막 원단의 상부면에 전사되고, 상기 하부 이형지에 코팅된 전극은 상기 전해질막 원단의 하부면에 전사된다.
전사롤러
본 발명의 전사롤러는 서로 맞물려서 회전하는 한 쌍의 롤러를 포함한다. 구체적으로, 전사롤러는 상측에 위치한 상부 전사롤러 및 하측에 위치한 하부 전사롤러를 포함한다.
상기 상부 전사롤러는 제2 공급롤러로부터 공급되고 이송된 상부 이형지의 상부측에 위치하여 회전하고, 상기 하부 전사롤러는 제3 공급롤러로부터 공급되고 이송된 하부 이형지의 하부측에 위치하여 상기 상부 전사롤러와 맞물려 회전한다.
상기 상부 전사롤러는 상부 이형지에 열 및 압력을 가하여 상기 상부 이형지의 전극을 전해질막 원단의 상부면에 부착시키고, 상기 하부 전사롤러는 하부 이형지에 열 및 압력을 가하여 상기 하부 이형지의 전극을 전해질막 원단의 하부면에 부착시킨다.
회수롤러
본 발명의 회수롤러는 전사롤러에 의해 양면에 전극이 전사되어 포함된 전해질막 원단을 회수하는 제1 회수롤러, 전극을 전해질막 원단의 상부면에 전사시키고 남은 상부 이형지를 회수하는 제2 회수롤러 및 전극을 전해질막 원단의 하부면에 전사시키고 남은 하부 이형지를 회수하는 제3 회수롤러를 포함한다.
본 발명의 막-전극 접합체 제조장치는 수증기를 상기 전극 및 전해질막 중 적어도 어느 하나에 제공하기 위한 장치로 분사 장치 또는 가습 장치를 더 포함할 수 있다.
분사 장치
본 발명의 분사 장치는 분사물질을 포함하는 몸체 및 상기 몸체 내의 분사물질을 외부로 토출시키는 노즐을 포함한다.
상기 분사물질은 바람직하게 물을 포함하고, 상기 물은 수증기의 형태로 분산된다. 또한 필요에 따라 상기 분사물질은 질소, 아르곤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 비활성 기체를 더 포함할 수 있다.
상기 분사 장치는 제1 공급롤러 및 전사롤러 사이에 위치하고, 제1 공급롤러에서 공급되는 전해질막 원단, 상부 이형지에 코팅된 전극 및 하부 이형지에 코팅된 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공한다.
가습 장치
본 발명의 가습 장치는 내부 공간을 외부로부터 보호하여 물질의 이동을 차단할 수 있는 차단룸 및 상기 차단룸의 내부에 위치하여 차단룸 내에 상대습도를 증가시킬 수 있도록 수증기를 분무하는 항온항습기를 포함한다. 즉, 상기 차단룸은 상기 차단룸의 내부 및 외부 사이에 기체 또는 액체의 이동을 차단할 수 있도록 밀폐구조를 갖는다.
상기 가습 장치의 차단룸 내에는 공급롤러, 전사롤러 및 회수롤러가 포함된다.
막-전극 접합체 제조방법
본 발명의 막-전극 접합체 제조방법은 이온전도성 고분자를 각각 포함하는 전해질막 원단 및 전극을 준비하는 준비단계, 및 상기 전해질막 원단 상에 전극을 전사시키는 전사단계를 포함한다.
특히, 상기 준비단계, 전사단계 및 준비단계와 전사단계 사이 중 적어도 어느 하나에 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 분사단계가 더 포함되는 것이 특징이다.
준비단계
본 발명의 준비단계는 이온전도성 고분자를 각각 포함하는 전해질막 원단 및 전극을 준비하는 단계이다.
상기 전극은 바람직하게 금속 촉매, 상기 금속 촉매가 담지된 탄소 담지체 및 이온전도성 고분자를 포함한다.
전사단계
본 발명의 전사단계는 이형지에 코팅된 전극에 열 및 압력을 가하여 상기 전극을 전해질막 원단 표면에 전사시키는 단계이다. 이때 상기 가해지는 열은 상기 이온전도성 고분자의 유리전이 온도 이상으로 가해지면서 전사가 진행되게 된다. 구체적으로 전해질막에 포함된 이온전도성 고분자 사슬 및 전극에 포함된 이온전도성 고분자 사슬이 외부의 열 및 압력을 받아 서로 얽히어 전극 및 전해질막이 접착되게 된다. 이때 상기 이온전도성 고분자 사슬은 서로 맞닿아 얽히기 전까지 고분자 사슬의 꼬임 정도가 심하지 않아야 한다. 즉, 전극 및 전해질막의 계면에서 각 이온전도성 고분자 사슬이 반대편 이온전도성 고분자 사슬 내로 원할히 침입하여 얽힐 수 있는 공간을 만들어 주어야 하는데, 이와 같은 확산 과정은 각 이온전도성 고분자를 유리전이 온도 이상의 열을 가해줌으로써 가능해진다.
분사단계
본 발명의 분사단계는 분사된 분사물질에 의해 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 포함되는 이온전도성 고분자가 가소화되고, 상기 가소화에 의해 상기 이온전도성 고분자의 유리전이 온도가 낮아지는 것이 특징이다. 바람직하게 상기 분사물질은 물을 포함하고, 상기 물은 수증기의 형태로 분사된다.
즉, 제공되는 수증기가 전극 및 전해질막에 포함되는 이온전도성 고분자 표면을 가소화시켜 이온전도성 고분자 사슬의 거리를 넓힘으로써 이온전도성 고분자의 유리전이 온도를 낮추고 유연성을 부여하게 된다.
상기 분사물질은 전해질막 원단 또는 전극에 포함된 이온전도성 고분자 100부피부를 기준으로 33부피부 내지 66부피부 포함되는 것이 바람직하다. 이때 분사물질이 33부피부 미만이면, 이온전도성 고분자를 충분히 가소화시키는게 어려울 수 있으며 분사물질이 66부피부 초과하면, 과다한 분사물질의 존재에 의해 공정의 효율성이 떨어질 염려가 있다.
상기 분사물질은 분사 장치를 통해 직접 분사되거나, 또는 가습 장치를 통해 간접 분사되는 방법으로 제공된다.
상기 직접 분사는 분사물질을 1 내지 100L/min·㎡ 의 유량으로 1 내지 5bar 압력으로 분사시키는 것이 특징이다. 이는 공정속도, 공급되는 전해질막 원단의 크기 및 전극의 형성 너비에 따라 조절될 수 있다. 다만 분사물질의 유량이 1L/min·㎡ 미만이면 공정 시간이 너무 길어져 효율이 떨어질 수 있으며, 100L/min·㎡ 초과하면 전해질막 원단 또는 전극의 표면이 손상될 수 있으며 정화도가 낮아져 공정성이 오히려 나빠질 수 있다.
상기 분사단계는 본 발명의 준비단계, 전사단계 및 준비단계와 전사단계 사이 중 어떠한 단계에서도 적용될 수 있으며, 상기 분사물질의 분사가 가습 장치를 통해 간접 분사될 때는 본 발명의 전체 단계에 걸쳐 분사물질 분사가 진행될 수 있다. 구체적으로 본 발명의 가습 장치는 외부로부터 물질의 이동을 차단할 수 있는 차단룸을 포함하는데, 상기 준비단계, 전사단계 및 분사단계가 모두 상기 가습 장치의 차단룸 내에서 진행된다. 이때 상기 차단룸 내부의 상대 습도는 바람직하게 50 내지 100% 이다.
상기 상대 습도 범위를 유지하는 차단룸에 의해서 공정의 효율성이 대폭 상승할 수 있다.
Claims (15)
- 전해질막 원단을 공급하는 제1 공급롤러;
상기 전해질막 원단의 상부에 위치하여 전극이 코팅된 상부 이형지를 공급하는 제2 공급롤러;
상기 전해질막 원단의 하부에 위치하여 전극이 코팅된 하부 이형지를 공급하는 제3 공급롤러;
상기 이형지에 코팅된 전극을 전해질막 원단 표면에 전사시키는 전사롤러; 및
전극이 전사된 전해질막 원단을 포함하는 막-전극 접합체를 회수하는 제1 회수롤러; 를 포함하고,
상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 분사 장치 또는 가습 장치를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 막-전극 접합체 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 분사 장치는 분사물질을 포함하는 몸체 및 상기 몸체 내의 분사물질을 외부로 토출시키는 노즐을 포함하는 것인 막-전극 접합체 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 분사 장치는 제1 공급롤러 및 전사롤러 사이에 위치하고,
제1 공급롤러에서 공급되는 전해질막 원단, 상부 이형지에 코팅된 전극 및 하부 이형지에 코팅된 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 것인 막-전극 접합체 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 분사물질은 물을 포함하고,
상기 물은 수증기의 형태로 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 제공되는 것인 막-전극 접합체 제조장치. - 제1항에 있어서,
상기 가습 장치는 내부 공간을 외부로부터 보호하여 물질의 이동을 차단할 수 있는 차단룸 및
상기 차단룸의 내부에 위치하여 차단룸 내에 상대습도를 증가시킬 수 있도록 수증기를 분무하는 항온항습기를 포함하는 것인 막-전극 접합체 제조장치. - 제5항에 있어서,
상기 가습 장치의 차단룸 내에는 제1 공급롤러, 제2 공급롤러, 제3 공급롤러, 전사롤러 및 제1 회수롤러가 위치하는 것인 막-전극 접합체 제조장치. - 이온전도성 고분자를 각각 포함하는 전해질막 원단 및 전극을 준비하는 준비단계; 및
상기 전해질막 원단 상에 전극을 전사시키는 전사단계; 를 포함하고,
상기 준비단계, 전사단계 및 준비단계와 전사단계 사이 중 적어도 어느 하나에 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 분사물질을 제공하는 분사단계; 가 더 포함되고,
상기 분사물질는 분사 장치를 통해 직접 분사되거나, 또는 가습 장치를 통해 간접 분사되는 방법으로 제공되는 것을 특징으로 하는 막-전극 접합체 제조방법. - 제7항에 있어서,
전사단계에서 상기 전극은 열 및 압력을 받아서 상기 전해질막 원단 표면에 전사되는 것인 막-전극 접합체 제조방법. - 제8항에 있어서,
상기 열은 상기 이온전도성 고분자의 유리전이 온도 이상으로 가해지는 것인 막-전극 접합체 제조방법. - 제7항에 있어서,
상기 분사물질은 물을 포함하고,
상기 물은 수증기의 형태로 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 제공되는 것인 막-전극 접합체 제조방법. - 제7항에 있어서,
상기 분사물질은 전해질막 원단 또는 전극에 포함된 이온전도성 고분자 100부피부를 기준으로 33부피부 내지 66부피부 포함되는 것인 막-전극 접합체 제조방법. - 제7항에 있어서,
분사단계에서 분사된 분사물질에 의해 상기 전해질막 원단 및 전극 중 적어도 어느 하나에 포함되는 이온전도성 고분자가 가소화되고,
상기 가소화에 의해 상기 이온전도성 고분자의 유리전이 온도가 낮아지는 것인 막-전극 접합체 제조방법. - 제7항에 있어서,
분사단계에서 분사 장치를 통해 분사물질가 직접 분사되고,
상기 분사물질은 1 내지 100L/min·㎡ 의 유량으로 1 내지 5bar 압력으로 분사되는 것인 막-전극 접합체 제조방법. - 제7항에 있어서,
분사단계에서 가습 장치를 통해 분사물질가 간접 분사되고,
상기 가습 장치는 외부로부터 물질의 이동을 차단할 수 있는 차단룸을 포함하고,
상기 준비단계, 전사단계 및 분사단계는 상기 차단룸의 내부에서 전행되는 것인 막-전극 접합체 제조방법. - 제14에 있어서,
상기 차단룸 내부의 상대 습도는 50 내지 100% 인 것인 막-전극 접합체 제조방법.
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