KR20230152467A - Reinforced composite membrane, membrane-electrode assembly and fuel cell comprising the same - Google Patents
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Abstract
화학적 내구성이 개선된 강화복합막이 제공된다. 본 발명에 따른 강화복합막은, 제1 친수성 작용기를 함유하는 고분자 화합물을 포함하는 다공성 지지체에 이온전도체 분산액이 함침된 강화복합막으로서, 상기 이온전도체 분산액은, 측쇄로 제2 친수성 작용기를 함유하는 크라운 에테르계 화합물을 포함한다.A reinforced composite membrane with improved chemical durability is provided. The reinforced composite membrane according to the present invention is a reinforced composite membrane in which a porous support containing a polymer compound containing a first hydrophilic functional group is impregnated with an ion conductor dispersion, and the ion conductor dispersion is a crown containing a second hydrophilic functional group as a side chain. Contains ether-based compounds.
Description
본 발명은 강화복합막, 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것으로, 보다 구체적으로 화학적 내구성이 개선된 강화복합막, 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것이다.The present invention relates to a reinforced composite membrane, a membrane-electrode assembly, and a fuel cell including the same, and more specifically, to a reinforced composite membrane with improved chemical durability, a membrane-electrode assembly, and a fuel cell including the same.
연료전지는 메탄올, 에탄올, 천연 기체와 같은 탄화수소 계열의 연료물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소의 산화/환원반응과 같은 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템을 구비한 전지로서, 높은 에너지 효율성과 오염물 배출이 적은 친환경적인 특징으로 인해 화석 에너지를 대체할 수 있는 차세대 청정 에너지원으로 각광받고 있다.A fuel cell is a battery equipped with a power generation system that directly converts chemical reaction energy, such as the oxidation/reduction reaction of hydrogen and oxygen contained in hydrocarbon-based fuel materials such as methanol, ethanol, and natural gas, into electrical energy, and is a high-energy battery. Due to its eco-friendly characteristics of efficiency and low pollutant emissions, it is attracting attention as a next-generation clean energy source that can replace fossil energy.
이러한 연료전지는 단위 전지의 적층에 의한 스택 구성으로 다양한 범위의 출력을 낼 수 있는 장점을 갖고 있으며, 소형 리튬 전지에 비하여 4 내지 10 배의 에너지 밀도를 나타내기 때문에 소형 및 이동용 휴대전원으로 주목받고 있다.These fuel cells have the advantage of being able to produce a wide range of output through a stack configuration by stacking unit cells, and have an energy density that is 4 to 10 times that of small lithium batteries, so they are attracting attention as a portable power source for small and mobile devices. there is.
연료전지에서 전기를 실질적으로 발생시키는 스택은 막-전극 어셈블리(Membrane-Electrode Assembly, MEA)와 세퍼레이터(Separator)(또는 바이폴라 플레이트(Bipolar plate)라고도 함)로 이루어진 단위 셀이 수 개 내지 수십 개로 적층된 구조를 가지며, 막-전극 어셈블리는 일반적으로 전해질 막을 사이에 두고 그 양쪽에 애노드 전극(Anode, 또는, 연료극)과 캐소드 전극(Cathode, 또는 공기극)이 각각 형성된 구조를 이룬다.The stack that actually generates electricity in a fuel cell is a stack of several to dozens of unit cells made up of a membrane-electrode assembly (MEA) and a separator (also called a bipolar plate). The membrane-electrode assembly generally has an anode electrode (Anode, or fuel electrode) and a cathode electrode (Cathode, or air electrode) formed on both sides of the electrolyte membrane.
연료전지는 전해질의 상태 및 종류에 따라 알칼리 전해질 막 연료전지, 고분자 전해질 막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC) 등으로 구분될 수 있는데, 그 중에 고분자 전해질 막 연료전지는 100℃ 미만의 낮은 작동 온도, 빠른 시동과 응답특성 및 우수한 내구성 등의 장점으로 인하여 휴대용, 차량용 및 가정용 전원장치로 각광을 받고 있다.Fuel cells can be classified into alkaline electrolyte membrane fuel cells and polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC), etc., depending on the state and type of electrolyte. Among them, polymer electrolyte membrane fuel cells have a low temperature of less than 100℃. Due to its advantages such as operating temperature, fast start-up and response characteristics, and excellent durability, it is attracting attention as a portable, automotive, and home power supply device.
고분자 전해질 막 연료전지의 대표적인 예로는 수소 가스를 연료로 사용하는 수소이온 교환 막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC), 액상의 메탄올을 연료로 사용하는 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC) 등을 들 수 있다.Representative examples of polymer electrolyte membrane fuel cells include the Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC), which uses hydrogen gas as fuel, and the Direct Methanol Fuel Cell, which uses liquid methanol as fuel. DMFC), etc. may be mentioned.
고분자 전해질 막 연료전지에서 일어나는 반응을 요약하면, 우선, 수소 가스와 같은 연료가 산화극에 공급되면, 산화극에서는 수소 가스의 산화반응에 의해 수소이온(H+)과 전자(e-)가 생성된다. 생성된 수소이온은 고분자 전해질 막을 통해 환원극으로 전달되고, 생성된 전자는 외부회로를 통해 환원극에 전달된다. 환원극에서는 산소 가스가 공급되고, 산소가 수소이온 및 전자와 결합하여 산소의 환원반응에 의해 물이 생성된다.To summarize the reactions that occur in a polymer electrolyte membrane fuel cell, first, when fuel such as hydrogen gas is supplied to the anode, hydrogen ions (H + ) and electrons (e - ) are generated at the anode through an oxidation reaction of hydrogen gas. do. The generated hydrogen ions are transferred to the cathode through the polymer electrolyte membrane, and the generated electrons are transferred to the cathode through an external circuit. Oxygen gas is supplied to the cathode, and oxygen combines with hydrogen ions and electrons to produce water through a reduction reaction of oxygen.
한편, 고분자 전해질 막 연료전지의 상업화를 실현하기 위해서는 아직까지 해결해야 할 많은 기술적 장벽들이 존재하고 있고, 필수적인 개선 요인은 고성능, 긴 수명, 저 가격화의 실현이다. 이에 가장 많은 영향을 미치는 구성요소가 막-전극 어셈블리이며, 그 중에서도 고분자 전해질 막은 MEA의 성능과 가격에 가장 큰 영향을 미치는 핵심 요소 중 하나이다.Meanwhile, in order to realize the commercialization of polymer electrolyte membrane fuel cells, there are still many technical barriers that need to be resolved, and the essential improvement factors are the realization of high performance, long lifespan, and low price. The component that has the most influence on this is the membrane-electrode assembly, and among them, the polymer electrolyte membrane is one of the key elements that has the greatest impact on the performance and price of MEA.
상기 고분자 전해질 막 연료전지의 운전에 필요한 고분자 전해질 막의 요구조건으로는 높은 수소 이온전도도, 화학적 안정성, 낮은 연료 투과성, 높은 기계적 강도, 낮은 함수율, 우수한 치수 안정성 등이 있다. Requirements for the polymer electrolyte membrane required for operation of the polymer electrolyte membrane fuel cell include high hydrogen ion conductivity, chemical stability, low fuel permeability, high mechanical strength, low moisture content, and excellent dimensional stability.
한편, 고분자 전해질 막의 산화방지제로 이용되는 금속 이온은 실제 연료전지 구동 시 유실되기 쉬워 산소라디칼이 이온전도체를 공격하여 산화안정성이 떨어지고 이온전도도가 낮아지는 문제점이 있었다. Meanwhile, metal ions used as antioxidants in polymer electrolyte membranes are prone to being lost during actual fuel cell operation, causing oxygen radicals to attack the ion conductors, resulting in poor oxidation stability and low ionic conductivity.
본 발명의 목적은 상기 문제점을 해결하기 위해, 산화방지제의 체류 시간을 늘려 산화안정성이 개선된 강화복합막을 제공하는 것이다.The purpose of the present invention is to provide a reinforced composite membrane with improved oxidation stability by increasing the residence time of the antioxidant in order to solve the above problems.
본 발명의 다른 목적은 상기 산화방지제를 강화복합막의 중심으로 고정시킴으로써, 화학적 내구성이 개선된 강화복합막을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a reinforced composite membrane with improved chemical durability by fixing the antioxidant to the center of the reinforced composite membrane.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 강화복합막을 포함하는 막-전극 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a membrane-electrode assembly including the reinforced composite membrane.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료전지를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fuel cell including the membrane-electrode assembly.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the objects mentioned above, and other objects and advantages of the present invention that are not mentioned can be understood by the following description and will be more clearly understood by the examples of the present invention. Additionally, it will be readily apparent that the objects and advantages of the present invention can be realized by means and combinations thereof as set forth in the claims.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예는 제1 친수성 작용기를 함유하는 고분자 화합물을 포함하는 다공성 지지체에 이온전도체 분산액이 함침된 강화복합막으로서, 상기 이온전도체 분산액은, 측쇄로 제2 친수성 작용기를 함유하는 크라운 에테르계 화합물을 포함하는 강화복합막을 제공한다.One embodiment of the present invention for achieving the above object is a reinforced composite membrane in which an ion conductor dispersion is impregnated in a porous support containing a polymer compound containing a first hydrophilic functional group, wherein the ion conductor dispersion has a second hydrophilic side chain. Provided is a reinforced composite membrane containing a crown ether-based compound containing a functional group.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예는 상기 강화복합막을 포함하는 막-전극 어셈블리를 제공할 수 있다.Another embodiment of the present invention to achieve the above object may provide a membrane-electrode assembly including the reinforced composite membrane.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 실시예는 상기 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료전지를 제공할 수 있다.Another embodiment of the present invention to achieve the above object may provide a fuel cell including the membrane-electrode assembly.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 산화방지제의 체류 시간을 늘려 산화안정성이 개선된 강화복합막을 제공할 수 있고, 이에 따라 화학적 내구성이 개선된 연료전지를 구현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a reinforced composite membrane with improved oxidation stability can be provided by increasing the residence time of the antioxidant, and thus a fuel cell with improved chemical durability can be implemented.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.In addition to the above-described effects, specific effects of the present invention are described below while explaining specific details for carrying out the invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강화복합막을 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막-전극 어셈블리를 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지를 설명하기 위한 모식도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a reinforced composite membrane according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view showing a membrane-electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a schematic diagram for explaining a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.Hereinafter, each configuration of the present invention will be described in more detail so that those skilled in the art can easily implement it. However, this is only an example, and the scope of rights of the present invention is determined by the following contents. Not limited.
본 발명의 일 실시예는, 제1 친수성 작용기를 함유하는 고분자 화합물을 포함하는 다공성 지지체에 이온전도체 분산액이 함침된 강화복합막으로서, 상기 이온전도체 분산액은, 측쇄로 제2 친수성 작용기를 함유하는 크라운 에테르계 화합물을 포함하는 강화복합막이다.One embodiment of the present invention is a reinforced composite membrane in which a porous support containing a polymer compound containing a first hydrophilic functional group is impregnated with an ion conductor dispersion, wherein the ion conductor dispersion is a crown containing a second hydrophilic functional group as a side chain. It is a reinforced composite membrane containing an ether-based compound.
이하에서는, 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
1. 강화복합막(50)1. Reinforced composite membrane (50)
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 강화복합막을 나타낸 단면도이다.Figure 1 is a cross-sectional view showing a reinforced composite membrane according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 강화복합막(50)은 제1 친수성 작용기를 함유하는 고분자 화합물을 포함하는 다공성 지지체(52)에 이온전도체 분산액이 함침된 것이다.Referring to Figure 1, the reinforced composite membrane 50 according to the present invention is made by impregnating a porous support 52 containing a polymer compound containing a first hydrophilic functional group with an ion conductor dispersion.
상기 제1 친수성 작용기는, 히드록시기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. The first hydrophilic functional group may be any one selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, and an amine group.
상기 고분자 화합물에 상기 제1 친수성 작용기를 도입하기 위한 방법으로 친수성 작용기를 함유하는 단량체를 이용하여 고분자를 합성하는 방법이 이용될 수 있다. 상기 다공성 지지체를 제조하기 위해 이용되는 상기 고분자 화합물에 제1 친수성 작용기가 도입됨으로써, 후술할 크라운 에테르계 화합물과 화학적으로 결합할 수 있다. 이에 따라 크라운 에테르계 화합물과 착물을 형성하는 산화방지제의 체류 시간을 늘려 산화안정성을 개선시킬 수 있다.As a method for introducing the first hydrophilic functional group into the polymer compound, a method of synthesizing the polymer using a monomer containing a hydrophilic functional group can be used. By introducing a first hydrophilic functional group into the polymer compound used to manufacture the porous support, it can chemically bond with a crown ether-based compound to be described later. Accordingly, oxidation stability can be improved by increasing the residence time of the antioxidant that forms a complex with the crown ether-based compound.
본 발명에 따른 다공성 지지체(52)는 불소계 지지체 또는 나노 웹 지지체일 수 있다.The porous support 52 according to the present invention may be a fluorine-based support or a nanoweb support.
상기 불소계 지지체는 예를 들어, 고분자 피브릴의 미세 구조, 또는 피브릴에 의해서 마디가 서로 연결된 미세 구조를 가지는 확장된 폴리테트라플루오로에틸렌(Expanded Polytetrafluoroethylene; e-PTFE)에 해당할 수 있다. 또한, 상기 다공성 지지체(52)로 상기 마디가 존재하지 않는 고분자 피브릴의 미세 구조를 가지는 필름도 이용될 수 있다.The fluorine-based support may correspond, for example, to expanded polytetrafluoroethylene (e-PTFE) having a microstructure of polymer fibrils or a microstructure in which nodes are connected to each other by fibrils. In addition, a film having a fine structure of polymer fibrils without the nodes may also be used as the porous support 52.
상기 불소계 지지체는 과불소화 중합체를 포함할 수 있다. 상기 다공성 지지체(52)는 분산 중합 PTFE를 윤활제의 존재 하에서 테이프에 압출 성형하고, 이에 의하여 얻어진 재료를 연신하여 보다 다공질이며, 보다 강한 다공성 지지체에 해당할 수 있다.The fluorine-based support may include a perfluorinated polymer. The porous support 52 may correspond to a more porous and stronger porous support by extruding dispersion polymerized PTFE onto a tape in the presence of a lubricant and stretching the material obtained.
또한, 상기 PTFE의 융점(약 342℃)을 초과하는 온도에서 상기 e-PTFE를 열처리함으로써 PTFE의 비정질 함유율을 증가시킬 수도 있다. 상기 방법으로 제조된 e-PTFE 필름은 다양한 지름을 가지는 미세 기공 및 공극율을 가질 수 있다. 상기 방법으로 제조된 e-PTFE 필름은 적어도 35 %의 공극을 가질 수 있으며, 상기 미세 기공의 지름은 약 0.01 내지 1 ㎛(마이크로미터)일 수 있다. Additionally, the amorphous content of PTFE can be increased by heat-treating the e-PTFE at a temperature exceeding the melting point of PTFE (about 342°C). The e-PTFE film produced by the above method may have micropores with various diameters and porosity. The e-PTFE film produced by the above method may have pores of at least 35%, and the diameter of the fine pores may be about 0.01 to 1 μm (micrometer).
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 웹 지지체는 무작위로 배향된 복수개의 섬유로 이루어지는 부직포 섬유질 웹(non-woven fibrous web)일 수 있다. 상기 부직포 섬유질 웹은 인터레이드(interlaid)되지만, 직포 천과 동일한 방식이 아닌, 개개의 섬유 또는 필라멘트의 구조를 갖는 시트를 의미한다. 상기 부직포 섬유질 웹은 카딩(carding), 가네팅(garneting), 에어-레잉(air-laying), 웨트-레잉(wet-laying), 멜트 블로잉(melt blowing), 스펀본딩(spun bonding) 및 스티치 본딩(stitch bonding)로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 방법에 의하여 제조될 수 있다.The nanoweb support according to an embodiment of the present invention may be a non-woven fibrous web made of a plurality of randomly oriented fibers. The nonwoven fibrous web refers to a sheet having a structure of individual fibers or filaments that are interlaid, but not in the same way as a woven fabric. The nonwoven fibrous web can be processed by carding, garneting, air-laying, wet-laying, melt blowing, spun bonding and stitch bonding. It can be manufactured by any method selected from the group consisting of (stitch bonding).
상기 섬유는 하나 이상의 중합체 재료를 포함할 수 있고, 일반적으로 섬유 형성 중합체 재료로 사용되는 것이면 어느 것이나 사용 가능하고, 구체적으로 탄화수소계 섬유 형성 중합체 재료를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 섬유 형성 중합체 재료는 폴리올레핀, 예컨대 폴리부틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드(나일론-6 및 나일론-6,6), 폴리우레탄 폴리부텐, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리설폰, 유체 결정질 중합체, 폴리에틸렌-코-비닐아세테이트, 폴리아크릴로니트릴, 사이클릭 폴리올레핀, 폴리옥시메틸렌, 폴리올레핀계 열가소성 탄성중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만 본 발명의 기술사상이 이에 제한되는 것은 아니다.The fiber may include one or more polymer materials, and any material that is generally used as a fiber-forming polymer material may be used. Specifically, a hydrocarbon-based fiber-forming polymer material may be used. For example, the fiber-forming polymer materials include polyolefins such as polybutylene, polypropylene and polyethylene, polyesters such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate, polyamides (nylon-6 and nylon-6,6), Polyurethane polybutene, polylactic acid, polyvinyl alcohol, polyphenylene sulfide, polysulfone, fluid crystalline polymer, polyethylene-co-vinylacetate, polyacrylonitrile, cyclic polyolefin, polyoxymethylene, polyolefin-based thermoplastic elastomer, and It may include any one selected from the group consisting of combinations thereof. However, the technical idea of the present invention is not limited thereto.
본 발명의 일 실시예에 따른 나노 웹 지지체는 나노 섬유들이 다수의 기공을 포함하는 부직포 형태로 집적된 지지체일 수 있다.The nanoweb support according to an embodiment of the present invention may be a support in which nanofibers are integrated in the form of a non-woven fabric containing multiple pores.
상기 나노 섬유는 우수한 내화학성을 나타내고, 소수성을 가져 고습의 환경에서 수분에 의한 형태 변형 우려가 없는 탄화수소계 고분자를 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 탄화수소계 고분자로는 나일론, 폴리이미드, 폴리아라미드, 폴리에테르이미드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리아닐린, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 스티렌 부타디엔 고무, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드, 폴리비닐알코올, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리비닐 부틸렌, 폴리우레탄, 폴리벤즈옥사졸, 폴리벤즈이미다졸, 폴리아미드이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 이들의 공중합체, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있으며, 이 중에서도 내열성, 내화학성, 및 형태 안정성이 보다 우수한 폴리이미드를 바람직하게 사용할 수 있다.The nanofibers can preferably be made of hydrocarbon-based polymers that exhibit excellent chemical resistance and are hydrophobic, so there is no risk of shape deformation due to moisture in a high-humidity environment. Specifically, the hydrocarbon polymers include nylon, polyimide, polyaramid, polyetherimide, polyacrylonitrile, polyaniline, polyethylene oxide, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, styrene butadiene rubber, polystyrene, polyvinyl chloride, Polyvinyl alcohol, polyvinylidene fluoride, polyvinyl butylene, polyurethane, polybenzoxazole, polybenzimidazole, polyamidoimide, polyethylene terephthalate, polyphenylene sulfide, polyethylene, polypropylene, and copolymers thereof. , and mixtures thereof can be used. Among these, polyimide, which has better heat resistance, chemical resistance, and shape stability, can be preferably used.
상기 나노 웹 지지체는 전기 방사에 의해 제조된 나노 섬유가 랜덤하게 배열된 나노 섬유의 집합체이다. 이때 상기 나노 섬유는 상기 나노 웹의 다공도 및 두께를 고려하여, 전자주사현미경(Scanning Electron Microscope, JSM6700F, JEOL)을 이용하여 50 개의 섬유 직경을 측정하여 그 평균으로부터 계산했을 때, 40 내지 5000nm(나노미터)의 평균 직경을 갖는 것이 바람직하다. 만일 상기 나노 섬유의 평균 직경이 상기 수치 범위 미만일 경우, 상기 다공성 지지체의 기계적 강도가 저하될 수 있고, 상기 나노 섬유의 평균 직경이 상기 수치 범위를 초과할 경우 다공도가 현저히 떨어지고 두께가 두꺼워질 수 있다.The nanoweb support is an aggregate of nanofibers in which nanofibers produced by electrospinning are randomly arranged. At this time, considering the porosity and thickness of the nanoweb, the nanofibers measured 50 fiber diameters using a scanning electron microscope (JSM6700F, JEOL) and calculated from the average, 40 to 5000nm (nano It is desirable to have an average diameter of meters). If the average diameter of the nanofibers is less than the above numerical range, the mechanical strength of the porous support may decrease, and if the average diameter of the nanofibers exceeds the above numerical range, the porosity may significantly decrease and the thickness may become thick. .
상기 부직포 섬유질 웹의 두께는 10 내지 50 ㎛(마이크로미터)일 수 있고, 구체적으로 15 내지 43 ㎛(마이크로미터)일 수 있다. 상기 부직포 섬유질 웹의 두께가 상기 수치 범위 미만인 경우 기계적 강도가 떨어질 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우 저항손실이 증가하고, 경량화 및 집적화가 떨어질 수 있다.The thickness of the nonwoven fibrous web may be 10 to 50 ㎛ (micrometers), specifically 15 to 43 ㎛ (micrometers). If the thickness of the nonwoven fibrous web is less than the above numerical range, mechanical strength may be reduced, and if it exceeds the above numerical range, resistance loss may increase, and weight reduction and integration may be reduced.
상기 부직포 섬유질 웹은 평량(basic weight)이 5 내지 30 mg/cm2일 수 있다. 상기 부직포 섬유질 웹의 평량이 상기 수치 범위 미만일 경우 눈에 보이는 기공이 형성되어 다공성 지지체로서 기능을 하기 어려울 수 있고, 상기 수치 범위를 초과하는 경우에는 포어가 거의 형성되지 않는 종이 또는 직물의 형태처럼 제조될 수 있다.The nonwoven fibrous web may have a basic weight of 5 to 30 mg/cm 2 . If the basis weight of the non-woven fibrous web is less than the above numerical range, visible pores may be formed and it may be difficult to function as a porous support, and if it exceeds the above numerical range, it may be manufactured as a form of paper or fabric in which pores are hardly formed. It can be.
상기 다공도는 하기 수학식 1에 따라 상기 다공성 지지체의 전체 부피 대비 다공성 지지체 내 공기 부피의 비율에 의하여 계산할 수 있다. 이때, 상기 전체 부피는 직사각형 형태의 샘플을 제조하여 가로, 세로, 두께를 측정하여 계산하고, 공기부피는 샘플의 질량을 측정 후 밀도로부터 역산한 고분자 부피를 전체 부피에서 빼서 얻을 수 있다.The porosity can be calculated by the ratio of the air volume in the porous support to the total volume of the porous support according to Equation 1 below. At this time, the total volume is calculated by manufacturing a rectangular sample and measuring the width, height, and thickness, and the air volume can be obtained by measuring the mass of the sample and subtracting the polymer volume calculated back from the density from the total volume.
[수학식 1] [Equation 1]
다공도(%)=(다공성 지지체 내 공기 부피/다공성 지지체의 전체 부피) X 100Porosity (%) = (air volume in porous support/total volume of porous support)
본 발명에 따른 다공성 지지체(52)의 다공도는 30 내지 90 %에 해당할 수 있고, 바람직하게는 60 내지 85%에 해당함이 바람직하다. 상기 다공성 지지체(52)의 다공도가 상기 수치 범위 미만일 경우 이온전도체의 함침성 저하 문제가 생길 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우 형태 안정성이 저하됨으로써 후공정이 원활하게 진행되지 않을 수 있다.The porosity of the porous support 52 according to the present invention may be 30 to 90%, and is preferably 60 to 85%. If the porosity of the porous support 52 is less than the above numerical range, a problem may occur in the impregnability of the ion conductor, and if it exceeds the above numerical range, the post-process may not proceed smoothly as the shape stability is reduced.
본 발명에 따른 이온전도체 분산액은 측쇄로 제2 친수성 작용기를 함유하는 크라운 에테르계 화합물을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 친수성 작용기는 히드록시기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 예를 들어, 상기 크라운 에테르계 화합물은, (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복실산((18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid), 2-아미노메틸-18-크라운-6(2-Aminomethyl-18-crown-6), 4'-아미노벤조-18-크라운-6(4'-Aminobenzo-18-crown-6), 및 2-하이드록시메틸-18-크라운-6(2-Hydroxymethyl-18-crown-6)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다. The ion conductor dispersion according to the present invention may include a crown ether-based compound containing a second hydrophilic functional group as a side chain. Specifically, the second hydrophilic functional group may be any one selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, and an amine group. For example, the crown ether-based compound is (18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid ((18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid), 2-Aminomethyl-18-crown-6, 4'-Aminobenzo-18-crown-6, and 2-hyde It may be any one or more selected from the group consisting of 2-Hydroxymethyl-18-crown-6.
본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 상기 크라운 에테르계 화합물은 상기 제2 친수성 작용기를 함유하는 15-크라운-5, 상기 제2 친수성 작용기를 함유하는 12-크라운-4 등일 수 있다. 다만 본 발명의 기술사상이 이에 제한되는 것은 아니고, 친수성 작용기를 함유하는 크라운 에테르계 화합물이면서 산화방지제로 이용되는 금속 물질을 포집할 수 있는 물질이면 모두 적용될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the crown ether-based compound may be 15-crown-5 containing the second hydrophilic functional group, 12-crown-4 containing the second hydrophilic functional group, etc. However, the technical idea of the present invention is not limited to this, and any material that is a crown ether-based compound containing a hydrophilic functional group and can trap metal substances used as antioxidants can be applied.
본 발명에 따르면, 상기 크라운 에테르계 화합물은 후술할 금속계 과산화물 분해 촉진제와 착물을 형성할 수 있다. 이에 따라, 금속계 과산화물 분해 촉진제가 강화복합막의 바깥으로 유출되는 문제를 최소화할 수 있다.According to the present invention, the crown ether-based compound can form a complex with a metal-based peroxide decomposition accelerator, which will be described later. Accordingly, the problem of the metal peroxide decomposition accelerator leaking out of the reinforced composite membrane can be minimized.
본 발명에 따른 이온전도체 분산액은, 제1 이온전도체를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 이온전도체는, 불소계 이온전도체, 부분 불소계 이온전도체, 탄화수소계 이온전도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The ion conductor dispersion according to the present invention may further include a first ion conductor. Specifically, the first ion conductor may be any one selected from the group consisting of a fluorine-based ion conductor, a partially fluorine-based ion conductor, a hydrocarbon-based ion conductor, and mixtures thereof.
상기 이온전도체 분산액은, 상기 제1 이온전도체 100 중량부를 기준으로, 상기 크라운 에테르계 화합물 0.05 내지 10 중량부, 상기 산화방지제 0.1 내지 20 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 크라운 에테르계 화합물 0.1 내지 5 중량부, 상기 산화방지제 0.5 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 크라운 에테르계 화합물 0.5 내지 5 중량부, 상기 산화방지제 0.5 내지 5 중량부를 포함할 수 있다. 상기 크라운 에테르계 화합물과 상기 산화방지제의 함량이 상기 수치 범위를 벗어날 경우, 화학적 안정성이 개선되지 않을 수 있다.The ion conductor dispersion may include 0.05 to 10 parts by weight of the crown ether-based compound and 0.1 to 20 parts by weight of the antioxidant, based on 100 parts by weight of the first ion conductor, and preferably 0.1 to 20 parts by weight of the crown ether-based compound. It may include 5 parts by weight, 0.5 to 10 parts by weight of the antioxidant, more preferably 0.5 to 5 parts by weight of the crown ether-based compound, and 0.5 to 5 parts by weight of the antioxidant. If the content of the crown ether-based compound and the antioxidant is outside the above numerical range, chemical stability may not be improved.
상기 불소계 이온전도체는, 예를 들어 주쇄에 불소를 포함하는 불소계 고분자로 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The fluorine-based ion conductor is, for example, a fluorine-based polymer containing fluorine in the main chain, such as poly(perfluorosulfonic acid), poly(perfluorocarboxylic acid), tetrafluoroethylene containing a sulfonic acid group, and fluorobinyl ether. It may be any one selected from the group consisting of copolymers and mixtures thereof.
상기 부분 불소계 이온전도체는, 예를 들어, 폴리스티렌-그라프트-에틸렌테트라플루오로에틸렌 공중합체, 또는 폴리스티렌-그라프트-폴리테트라플루오로에틸렌 공중합체일 수 있다.The partially fluorine-based ion conductor may be, for example, a polystyrene-graft-ethylenetetrafluoroethylene copolymer, or a polystyrene-graft-polytetrafluoroethylene copolymer.
상기 탄화수소계 이온전도체는, 예를 들어, 술폰화된 폴리이미드(Sulfonated polyimide, S-PI), 술폰화된 폴리아릴에테르술폰(Sulfonated polyarylethersulfone, S-PAES), 술폰화된 폴리에테르에테르케톤(Sulfonated polyetheretherketone, S-PEEK), 술폰화된 폴리벤즈이미다졸(Sulfonated polybenzimidazole, S-PBI), 술폰화된 폴리술폰(Sulfonated polysulfone, S-PSU), 술폰화된 폴리스티렌(Sulfonated polystyrene, S-PS), 술폰화된 폴리포스파젠(Sulfonated polyphosphazene), 술폰화된 폴리퀴녹살린(Sulfonated polyquinoxaline), 술폰화된 폴리케톤(Sulfonated polyketone), 술폰화된 폴리페닐렌옥사이드(Sulfonated polyphenylene oxide), 술폰화된 폴리에테르술폰(Sulfonated polyether sulfone), 술폰화된 폴리에테르케톤(Sulfonated polyether ketone), 술폰화된 폴리페닐렌술폰(Sulfonated polyphenylene sulfone), 술폰화된 폴리페닐렌설파이드(Sulfonated polyphenylene sulfide), 술폰화된 폴리페닐렌설파이드술폰(Sulfonated polyphenylene sulfide sulfone), 술폰화된 폴리페닐렌설파이드술폰니트릴(Sulfonated polyphenylene sulfide sulfone nitrile), 술폰화된 폴리아릴렌에테르(Sulfonated polyarylene ether), 술폰화된 폴리아릴렌에테르니트릴(Sulfonated polyarylene ether nitrile), 술폰화된 폴리아릴렌에테르에테르니트릴(Sulfonated polyarylene ether ether nitrile), 술폰화된 폴리아릴렌에테르술폰케톤(Sulfonated polyarylene ether sulfone ketone) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The hydrocarbon-based ion conductor is, for example, sulfonated polyimide (S-PI), sulfonated polyarylethersulfone (S-PAES), and sulfonated polyetheretherketone (Sulfonated polyetheretherketone (S-PEEK), sulfonated polybenzimidazole (S-PBI), sulfonated polysulfone (S-PSU), sulfonated polystyrene (S-PS), Sulfonated polyphosphazene, Sulfonated polyquinoxaline, Sulfonated polyketone, Sulfonated polyphenylene oxide, Sulfonated polyether Sulfonated polyether sulfone, Sulfonated polyether ketone, Sulfonated polyphenylene sulfone, Sulfonated polyphenylene sulfide, Sulfonated polyphenyl Sulfonated polyphenylene sulfide sulfone, Sulfonated polyphenylene sulfide sulfone nitrile, Sulfonated polyarylene ether, Sulfonated polyarylene ether nitrile Any one selected from the group consisting of polyarylene ether nitrile, sulfonated polyarylene ether ether nitrile, sulfonated polyarylene ether sulfone ketone, and mixtures thereof You can.
본 발명에 따른 이온전도체 분산액은, 산화방지제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 산화방지제는 금속계 과산화물 분해 촉진제를 포함할 수 있다.The ion conductor dispersion according to the present invention may further include an antioxidant. Specifically, the antioxidant may include a metal-based peroxide decomposition accelerator.
상기 금속계 과산화물 분해 촉진제는, 세륨 이온, 니켈 이온, 텅스텐 이온, 코발트 이온, 크롬 이온, 지르코늄 이온, 이트륨 이온, 망간 이온, 철 이온, 티타늄 이온, 바나듐 이온, 몰리브덴 이온, 란탄 이온, 네오디뮴 이온, 은 이온, 백금 이온, 루테늄 이온, 팔라듐 이온 및 로듐 이온으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.The metal peroxide decomposition accelerator includes cerium ions, nickel ions, tungsten ions, cobalt ions, chromium ions, zirconium ions, yttrium ions, manganese ions, iron ions, titanium ions, vanadium ions, molybdenum ions, lanthanum ions, neodymium ions, and silver. It may include at least one selected from the group consisting of ions, platinum ions, ruthenium ions, palladium ions, and rhodium ions.
상기 크라운 에테르계 화합물은 상기 다공성 지지체를 이루는 고분자 화합물과 화학적 결합을 형성하기 때문에, 상기 금속계 과산화물 분해 촉진제를 강화복합막의 내부로 고정시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 금속계 과산화물 분해 촉진제의 체류 시간이 증가하여 강화복합막의 산화안정성이 개선될 수 있다.Since the crown ether-based compound forms a chemical bond with the polymer compound forming the porous support, the metal-based peroxide decomposition accelerator can be fixed to the interior of the reinforced composite membrane. Accordingly, the residence time of the metal peroxide decomposition accelerator may increase, thereby improving the oxidation stability of the reinforced composite membrane.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 강화복합막(50)은 제1 수지층(54) 및 상기 제1 수지층(54)과 대향되는 제2 수지층(56)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 수지층(54)은 상기 다공성 지지체(52)의 제1 면(52a) 상에 배치될 수 있고, 상기 제2 수지층(56)은 상기 제1 면(52a)과 대향되는 상기 제2 면(52b) 상에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 이온전도체층(55)은 상기 다공성 지지체(52)의 표면 상에 형성된 것일 수 있다.Referring to FIG. 1, the reinforced composite membrane 50 according to the present invention may include a first resin layer 54 and a second resin layer 56 facing the first resin layer 54. Specifically, the first resin layer 54 may be disposed on the first side 52a of the porous support 52, and the second resin layer 56 faces the first side 52a. It may be placed on the second surface 52b. Therefore, the ion conductor layer 55 may be formed on the surface of the porous support 52.
2. 막-전극 어셈블리(100)2. Membrane-electrode assembly (100)
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 막-전극 어셈블리를 나타내 단면도이다. 전술한 부분과 반복된 설명은 간략히 설명하거나 생략한다.Figure 2 is a cross-sectional view showing a membrane-electrode assembly according to an embodiment of the present invention. The above-described parts and repeated explanations will be briefly explained or omitted.
도 2를 참고하면, 본 발명에 따른 막-전극 어셈블리(100)는 상기 강화복합막(50)을 포함하는 막-전극 어셈블리로서, 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극(20)과 캐소드 전극(20') 및 상기 애노드 전극(20)과 상기 캐소드 전극(20') 사이에 위치하는 상기 강화복합막(50)을 포함한다. Referring to Figure 2, the membrane-electrode assembly 100 according to the present invention is a membrane-electrode assembly including the reinforced composite membrane 50, and an anode electrode 20 and a cathode electrode 20' positioned opposite to each other. ) and the reinforced composite film 50 located between the anode electrode 20 and the cathode electrode 20'.
상기 제1 친수성 작용기는, 히드록시기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 제2 친수성 작용기는, 히드록시기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.The first hydrophilic functional group may be any one selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, and an amine group. Additionally, the second hydrophilic functional group may be any one selected from the group consisting of a hydroxy group, a carboxyl group, and an amine group.
상기 크라운 에테르계 화합물은, (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복실산((18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid), 2-아미노메틸-18-크라운-6(2-Aminomethyl-18-crown-6), 4'-아미노벤조-18-크라운-6(4'-Aminobenzo-18-crown-6) 및 2-하이드록시메틸-18-크라운-6(2-Hydroxymethyl-18-crown-6)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있다.The crown ether-based compound is (18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid ((18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid), 2-aminomethyl -18-crown-6 (2-Aminomethyl-18-crown-6), 4'-Aminobenzo-18-crown-6 (4'-Aminobenzo-18-crown-6) and 2-hydroxymethyl-18- It may be one or more selected from the group consisting of Crown-6 (2-Hydroxymethyl-18-crown-6).
상기 애노드 및 캐소드 전극(20, 20')은 전극 기재(40, 40')와 상기 전극 기재(40, 40') 표면에 형성된 촉매층(30, 30')을 포함하며, 상기 전극 기재(40, 40')와 상기 촉매층(30, 30') 사이에 상기 전극 기재(40, 40')에서의 물질 확산을 용이하게 하기 위해 탄소분말, 카본 블랙 등의 도전성 미세 입자를 포함하는 미세 기공층(미도시)을 더 포함할 수도 있다.The anode and cathode electrodes 20, 20' include an electrode substrate 40, 40' and a catalyst layer 30, 30' formed on the surface of the electrode substrate 40, 40'. A fine pore layer containing conductive fine particles such as carbon powder and carbon black is formed between the catalyst layers 30 and 30' (40') and the catalyst layers (30, 30') to facilitate diffusion of substances in the electrode substrates (40, 40'). Poetry) may also be included.
상기 애노드 및 캐소드 전극(20, 20')의 촉매층(30, 30')은 촉매를 포함한다. 상기 촉매로는 전지의 반응에 참여하여, 통상 연료전지의 촉매로 사용 가능한 것은 어떠한 것도 사용할 수 있다. 바람직하게는 백금계 금속을 사용할 수 있다.The catalyst layers 30 and 30' of the anode and cathode electrodes 20 and 20' contain a catalyst. As the catalyst, any catalyst that participates in the reaction of the battery and can be used as a catalyst for a normal fuel cell can be used. Preferably, a platinum-based metal can be used.
상기 백금계 금속은 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 백금-M 합금, 비백금 합금 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 하나를 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 백금계 촉매 금속 군에서 선택된 2종 이상의 금속을 조합한 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 기술 분야에서 사용 가능한 백금계 촉매 금속이라면 제한 없이 사용할 수 있다.The platinum-based metal is one selected from the group consisting of platinum (Pt), palladium (Pd), ruthenium (Ru), iridium (Ir), osmium (Os), platinum-M alloy, non-platinum alloy, and combinations thereof. It may include, and more preferably, a combination of two or more metals selected from the group of platinum-based catalyst metals may be used, but it is not limited thereto, and any platinum-based catalyst metal available in the present technical field may be used without limitation. there is.
상기 M은 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 오스뮴(Os), 갈륨(Ga), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 은(Ag), 금(Au), 아연(Zn), 주석(Sn), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 란탄(La) 및 로듐(Rh)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상에 해당할 수 있다. 구체적으로 상기 백금 합금으로 Pt-Pd, Pt-Sn, Pt-Mo, Pt-Cr, Pt-W, Pt-Ru, Pt-Ru-W, Pt-Ru-Mo, Pt-Ru-Rh-Ni, Pt-Ru-Sn-W, Pt-Co, Pt-Co-Ni, Pt-Co-Fe, Pt-Co-Ir, Pt-Co-S, Pt-Co-P, Pt-Fe, Pt-Fe-Ir, Pt-Fe-S, Pt-Fe-P, Pt-Au-Co, Pt-Au-Fe, Pt-Au-Ni, Pt-Ni, Pt-Ni-Ir, Pt-Cr, Pt-Cr-Ir 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.The M is palladium (Pd), ruthenium (Ru), iridium (Ir), osmium (Os), gallium (Ga), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), manganese (Mn), iron ( Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), silver (Ag), gold (Au), zinc (Zn), tin (Sn), molybdenum (Mo), tungsten (W), lanthanum ( It may correspond to any one or more selected from the group consisting of La) and rhodium (Rh). Specifically, the platinum alloys include Pt-Pd, Pt-Sn, Pt-Mo, Pt-Cr, Pt-W, Pt-Ru, Pt-Ru-W, Pt-Ru-Mo, Pt-Ru-Rh-Ni, Pt-Ru-Sn-W, Pt-Co, Pt-Co-Ni, Pt-Co-Fe, Pt-Co-Ir, Pt-Co-S, Pt-Co-P, Pt-Fe, Pt-Fe- Ir, Pt-Fe-S, Pt-Fe-P, Pt-Au-Co, Pt-Au-Fe, Pt-Au-Ni, Pt-Ni, Pt-Ni-Ir, Pt-Cr, Pt-Cr- Ir and combinations thereof can be used alone or in combination of two or more.
또한, 상기 비백금 합금으로 Ir-Fe, Ir-Ru, Ir-Os, Co-Fe, Co-Ru, Co-Os, Rh-Fe, Rh-Ru, Rh-Os, Ir-Ru-Fe, Ir-Ru-Os, Rh-Ru-Fe, Rh-Ru-Os 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.In addition, the non-platinum alloys include Ir-Fe, Ir-Ru, Ir-Os, Co-Fe, Co-Ru, Co-Os, Rh-Fe, Rh-Ru, Rh-Os, Ir-Ru-Fe, Ir -Ru-Os, Rh-Ru-Fe, Rh-Ru-Os, and combinations thereof can be used alone or in combination of two or more.
상기 촉매로 촉매 자체(black)를 사용할 수도 있고, 담체에 담지시켜 사용할 수도 있다. The catalyst itself (black) may be used, or it may be used by supporting it on a carrier.
3. 연료전지3. Fuel cell
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지를 설명하기 위한 모식도이다.Figure 3 is a schematic diagram for explaining a fuel cell according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 또 다른 실시예는, 상기 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료전지에 해당한다.Another embodiment of the present invention corresponds to a fuel cell including the membrane-electrode assembly.
도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 연료전지(200)는 연료와 물이 혼합된 혼합 연료를 공급하는 연료 공급부(210), 상기 혼합 연료를 개질하여 수소 가스를 포함하는 개질 가스를 발생시키는 개질부(220), 상기 개질부(220)로부터 공급되는 수소 가스를 포함하는 개질 가스가 산화제와 전기 화학적인 반응을 일으켜 전기 에너지를 발생시키는 스택(230) 및 산화제를 상기 개질부(220) 및 상기 스택(230)으로 공급하는 산화제 공급부(240)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the fuel cell 200 according to the present invention includes a fuel supply unit 210 that supplies a mixed fuel of fuel and water, and a reforming device that reforms the mixed fuel to generate a reformed gas containing hydrogen gas. Unit 220, a stack 230 in which a reformed gas containing hydrogen gas supplied from the reforming unit 220 undergoes an electrochemical reaction with an oxidant to generate electrical energy, and an oxidant is supplied to the reforming unit 220 and the reforming unit 220. It may include an oxidizing agent supply unit 240 that supplies the stack 230.
상기 스택(230)은 상기 개질부(220)로부터 공급되는 수소 가스를 포함하는 개질 가스와 산화제 공급부(240)로부터 공급되는 산화제의 산화/환원 반응을 유도하여 전기 에너지를 발생시키는 복수의 단위 셀을 구비할 수 있다.The stack 230 includes a plurality of unit cells that generate electrical energy by inducing an oxidation/reduction reaction between the reformed gas containing hydrogen gas supplied from the reforming unit 220 and the oxidizing agent supplied from the oxidizing agent supply unit 240. It can be provided.
각각의 단위 셀은 전기를 발생시키는 단위의 셀을 의미하는 것으로서, 수소 가스를 포함하는 개질 가스와 산화제 중의 산소를 산화/환원시키는 상기 막-전극 접합체와, 수소 가스를 포함하는 개질 가스와 산화제를 막-전극 접합체로 공급하기 위한 분리판(또는 바이폴라 플레이트(bipolar plate)라고도 하며, 이하 '분리판'이라 칭한다)을 포함할 수 있다. 상기 분리판은 상기 막-전극 접합체를 중심에 두고, 그 양측에 배치된다. 이 때, 상기 스택의 최외측에 각각 위치하는 분리판을 특별히 엔드 플레이트라 칭하기도 한다.Each unit cell refers to a unit cell that generates electricity, and includes the membrane-electrode assembly that oxidizes/reduces oxygen in the reformed gas containing hydrogen gas and the oxidant, and the reformed gas containing hydrogen gas and the oxidizing agent. It may include a separator plate (also called a bipolar plate, hereinafter referred to as a 'separator plate') for supply to the membrane-electrode assembly. The separator is placed on both sides of the membrane-electrode assembly with the membrane at the center. At this time, the separator plates located on the outermost side of the stack are sometimes called end plates.
상기 분리판 중 상기 엔드 플레이트에는 상기 개질부(220)로부터 공급되는 수소 가스를 포함하는 개질 가스를 주입하기 위한 파이프 형상의 제1 공급관(231)과, 산소 가스를 주입하기 위한 파이프 형상의 제2 공급관(232)이 구비되고, 다른 하나의 엔드 플레이트에는 복수의 단위 셀에서 최종적으로 미반응되고 남은 수소 가스를 포함하는 개질 가스를 외부로 배출시키기 위한 제1 배출관(233)과, 상기한 단위 셀에서 최종적으로 미 반응되고 남은 산화제를 외부로 배출시키기 위한 제2 배출관(234)이 구비될 수 있다.Among the separation plates, the end plate includes a first pipe-shaped supply pipe 231 for injecting reformed gas containing hydrogen gas supplied from the reforming unit 220, and a second pipe-shaped supply pipe 231 for injecting oxygen gas. A supply pipe 232 is provided, and the other end plate includes a first discharge pipe 233 for discharging to the outside the reformed gas containing the hydrogen gas that is ultimately unreacted and remaining in the plurality of unit cells, and the unit cell A second discharge pipe 234 may be provided to discharge the unreacted and remaining oxidant to the outside.
상기 연료전지에 있어서, 상기 전기 발생부를 구성하는 세퍼레이터, 연료 공급부 및 산화제 공급부는 통상의 연료전지에서 사용되는 것이므로, 본 명세서에서 상세한 설명은 생략한다. In the fuel cell, the separator, fuel supply unit, and oxidant supply unit constituting the electricity generation unit are used in a typical fuel cell, and detailed description thereof will be omitted in this specification.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily implement the present invention. However, this is only an example, and the scope of rights of the present invention is determined by the following contents. Not limited.
[제조준비예 1-1: 히드록시기를 함유하는 고분자 화합물을 포함하는 다공성 지지체의 제조][Preparation Example 1-1: Preparation of a porous support containing a polymer compound containing a hydroxy group]
파라-디요오드벤젠(p-diiodobenzene; pDIB, 265.0g), 황(32.0g) 및 2,5-디요오드페놀(2,5-diiodophenol; 89.5g; 20mol%)이 혼합된 혼합물을 230℃에서부터 300℃까지 가열하고, 압력은 170torr에서 1torr 이하까지 단계적으로 감압하여 총 8시간 동안 중합 반응시켜 2,5-디요오드페놀에서 유래된 반복단위를 20 mol%로 포함하는 PPS(polyphenylene sulfide) 코폴리머(Mw=30,000 내지 50,000 g/mol)를 합성하였다. 90 내지 150℃, 전압 10 내지 100kV, 방사거리 5 내지 30cm, 및 니들직경 12 내지 28gauge 조건에서, 상기 PPS 코폴리머와 용매(DMAc)가 10: 90 내지 40:60의 중량비로 혼합된 고분자 용액을 용융 방사장치에서 방사함으로써 섬유를 얻고, 약 5mm 길이로 절단(chopping)하였다. 상기 절단된 원사(chopped fiber)를 물에서 고속 분산한 후, 시트 형성기(sheet former)를 이용하여 부직포를 제조하였다. 상기 제조된 부직포를 건조한 다음, 캘린더링(calendaring) 성형하여 약 10㎛ 두께의 히드록시기를 함유하는 PPS 코폴리머로 제조된 부직포 웹을 제조하였다. A mixture of p-diiodobenzene (pDIB, 265.0 g), sulfur (32.0 g), and 2,5-diiodophenol (2,5-diiodophenol; 89.5 g; 20 mol%) was heated from 230°C. Heated to 300°C, the pressure was gradually reduced from 170 torr to 1 torr or less, and polymerization was performed for a total of 8 hours to produce a PPS (polyphenylene sulfide) copolymer containing 20 mol% of a repeating unit derived from 2,5-diiodophenol. (Mw=30,000 to 50,000 g/mol) was synthesized. Under the conditions of 90 to 150°C, voltage of 10 to 100kV, spinning distance of 5 to 30cm, and needle diameter of 12 to 28gauge, a polymer solution in which the PPS copolymer and solvent (DMAc) are mixed at a weight ratio of 10:90 to 40:60 is prepared. Fibers were obtained by spinning in a melt spinning device and cut to a length of about 5 mm. After dispersing the chopped fibers in water at high speed, a nonwoven fabric was manufactured using a sheet former. The prepared nonwoven fabric was dried and then calendered to produce a nonwoven web made of PPS copolymer containing a hydroxyl group with a thickness of about 10 μm.
[제조준비예 1-2: 카르복실기를 함유하는 고분자 화합물을 포함하는 다공성 지지체의 제조][Preparation Example 1-2: Preparation of a porous support containing a polymer compound containing a carboxyl group]
파라-디요오드벤젠(p-diiodobenzene; pDIB, 265.0g), 황(32.0g) 및 2,6-디클로로벤조산(2,6-Dichlorobenzoic acid; 51.8g; 20mol%)이 혼합된 혼합물을 230℃에서부터 300℃까지 가열하고, 압력은 170torr에서 1torr 이하까지 단계적으로 감압하여 총 8시간 동안 중합 반응시켜 2,6-디클로로벤조산에서 유래된 반복단위를 20mol%로 포함하는 PPS 코폴리머(Mw= 30,000 내지 50,000g/mol)를 제조하였다. 90 내지 150℃, 전압 10 내지 40kV, 방사거리 5 내지 30cm, 및 니들직경 12 내지 28gauge 조건에서, 상기 PPS 코폴리머와 용매(DMAc) 가 10:90 내지 40: 60의 중량비로 혼합된 고분자 용액을 용융 방사장치에서 방사함으로써 섬유를 얻고, 약 5mm 길이로 절단(chopping)하였다. 상기 절단된 원사(chopped fiber)를 물에서 고속 분산한 후, 시트 형성기(sheet former)를 이용하여 부직포를 제조하였다. 상기 제조된 부직포를 건조한 다음, 캘린더링(calendaring) 성형함으로써 약 12㎛ 두께의 상기 PPS 코폴리머로 제조된 부직포 웹을 제조하였다. A mixture of p-diiodobenzene (pDIB, 265.0 g), sulfur (32.0 g), and 2,6-dichlorobenzoic acid (2,6-Dichlorobenzoic acid; 51.8 g; 20 mol%) was heated from 230°C. Heated to 300°C, the pressure was gradually reduced from 170 torr to 1 torr, and polymerization was performed for a total of 8 hours to produce a PPS copolymer containing 20 mol% of a repeating unit derived from 2,6-dichlorobenzoic acid (Mw = 30,000 to 50,000). g/mol) was prepared. Under the conditions of 90 to 150°C, voltage of 10 to 40kV, spinning distance of 5 to 30cm, and needle diameter of 12 to 28gauge, a polymer solution in which the PPS copolymer and solvent (DMAc) are mixed at a weight ratio of 10:90 to 40:60 is prepared. Fibers were obtained by spinning in a melt spinning device and cut to a length of about 5 mm. After dispersing the chopped fibers in water at high speed, a nonwoven fabric was manufactured using a sheet former. The prepared nonwoven fabric was dried and then calendered to produce a nonwoven web made of the PPS copolymer with a thickness of about 12 μm.
[제조준비예 2: 이온전도체 분산액의 제조][Preparation Example 2: Preparation of ion conductor dispersion]
하기 표 1과 같은 조성으로 이온전도체 분산액을 제조하였다. 상기 이온전도체 분산액의 용매로 N,N'-dimethylacetamide(DMAc)를 사용하였다.An ion conductor dispersion was prepared with the composition shown in Table 1 below. N,N'-dimethylacetamide (DMAc) was used as a solvent for the ion conductor dispersion.
중량부unit:
weight part
[제조예: 강화복합막의 제조][Manufacture example: Manufacture of reinforced composite membrane]
하기 제조예에 따른 강화복합막을 제조하였다.A reinforced composite membrane was prepared according to the following production example.
<비교예 1><Comparative Example 1>
평균기공크기 0.2㎛(마이크로미터), 두께 10㎛(마이크로미터)를 갖는 PPS(poly(phenylene sulfide)) 지지체를 상온에서 이소프로필알코올이 담긴 반응조에 넣고 5분간 전처리한 후, 전처리된 상기 다공성 지지체를 수득하였다. 상기 전처리된 다공성 지지체에 상기 비교준비예 1에 따른 이온전도체 분산액을 함침시킨 후, 건조 과정을 거쳐 강화복합막을 제조하였다.A PPS (poly(phenylene sulfide)) support with an average pore size of 0.2㎛ (micrometer) and a thickness of 10㎛ (micrometer) was placed in a reaction tank containing isopropyl alcohol at room temperature and pretreated for 5 minutes, and then the pretreated porous support was added. was obtained. After impregnating the pretreated porous support with the ion conductor dispersion according to Comparative Preparation Example 1, a reinforced composite membrane was manufactured through a drying process.
<비교예 2><Comparative Example 2>
비교예 1과 동일한 방법으로 강화복합막을 제조하되, 상기 비교준비예 1에 따른 이온전도체 분산액 대신, 상기 비교준비예 2에 따른 이온전도체 분산액을 사용하였고, 상기 비교예 1에 따른 다공성 지지체 대신, 상기 제조준비예 1-1에 따른 다공성 지지체를 사용하였다.A reinforced composite membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that instead of the ion conductor dispersion according to Comparative Example 1, the ion conductor dispersion according to Comparative Example 2 was used, and instead of the porous support according to Comparative Example 1, the The porous support according to Preparation Example 1-1 was used.
<비교예 3><Comparative Example 3>
비교예 1과 동일한 방법으로 강화복합막을 제조하되, 상기 비교준비예 1에 따른 이온전도체 분산액 대신, 상기 비교준비예 2에 따른 이온전도체 분산액을 사용하였고, 상기 비교예 1에 따른 다공성 지지체 대신, 상기 제조준비예 1-2에 따른 다공성 지지체를 사용하였다.A reinforced composite membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 1, except that instead of the ion conductor dispersion according to Comparative Example 1, the ion conductor dispersion according to Comparative Example 2 was used, and instead of the porous support according to Comparative Example 1, the The porous support according to Preparation Example 1-2 was used.
<실시예 1><Example 1>
비교예 2와 동일한 방법으로 강화복합막을 제조하되, 상기 비교준비예 2에 따른 이온전도체 분산액 대신, 상기 실시준비예 1에 따른 이온전도체 분산액을 사용하였다.A reinforced composite membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 2, but instead of the ion conductor dispersion according to Comparative Example 2, the ion conductor dispersion according to Example 1 was used.
<실시예 2><Example 2>
비교예 3과 동일한 방법으로 강화복합막을 제조하되, 상기 비교준비예 2에 따른 이온전도체 분산액 대신, 상기 실시준비예 2에 따른 이온전도체 분산액을 사용하였다.A reinforced composite membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 3, but instead of the ion conductor dispersion according to Comparative Example 2, the ion conductor dispersion according to Example 2 was used.
<실시예 3><Example 3>
비교예 3과 동일한 방법으로 강화복합막을 제조하되, 상기 비교준비예 2에 따른 이온전도체 분산액 대신, 상기 실시준비예 3에 따른 이온전도체 분산액을 사용하였다.A reinforced composite membrane was manufactured in the same manner as in Comparative Example 3, but instead of the ion conductor dispersion according to Comparative Preparation Example 2, the ion conductor dispersion according to Example 3 was used.
<실시예 4><Example 4>
비교예 3과 동일한 방법으로 강화복합막을 제조하되, 상기 비교준비예 2에 따른 이온전도체 분산액 대신, 상기 실시준비예 4에 따른 이온전도체 분산액을 사용하였다.A reinforced composite membrane was prepared in the same manner as in Comparative Example 3, but instead of the ion conductor dispersion according to Comparative Example 2, the ion conductor dispersion according to Example 4 was used.
[실험예 1: 강화복합막의 산화안정성 평가 실험][Experimental Example 1: Experiment to evaluate oxidation stability of reinforced composite membrane]
상기 제조예에 따른 강화복합막에 대하여 과산화수소 폭로 실험을 수행하였다. 구체적으로, 상기 제조예에 따른 강화복합막을 5 x 5 cm2 로 잘라, 80℃, 50% RH 이하의 항온, 항습 조건에서 10% 과산화수소 증기에 48시간 동안 노출시켰다. 상기 제조예에 따른 강화복합막의 산화안정성을 비교하기 위해, 과산화수소 폭로 실험 전/후의 이온전도체의 수평균분자량(Mn) 변화 및 PDI(polydispersity index)를 겔 침투 크로마토그래피(gel permeation chromatography, Young Lin YL 9120 series, Korea)로 측정하였다.A hydrogen peroxide exposure experiment was performed on the reinforced composite membrane according to the above production example. Specifically, the reinforced composite membrane according to the above production example was cut into 5 x 5 cm 2 and exposed to 10% hydrogen peroxide vapor for 48 hours under constant temperature and constant humidity conditions of 80°C and 50% RH or less. In order to compare the oxidation stability of the reinforced composite membrane according to the above production example, the change in number average molecular weight (Mn) and polydispersity index (PDI) of the ion conductor before and after the hydrogen peroxide exposure experiment were measured using gel permeation chromatography (Young Lin YL). 9120 series, Korea).
상기 표 2를 참고하면, 실시예들은 비교예 대비, 수평균분자량이 덜 감소하였고, PDI도 소폭 증가하였음을 확인할 수 있다. 이를 통해, 본 발명의 일 실시예에 따르면 친수성 작용기를 함유하는 PPS 코폴리머로 제조된 다공성 지지체와 친수성 작용기를 함유하는 크라운 에테르계 화합물의 도입으로, 강화복합막 내, 세륨산화물의 체류 시간을 늘려 강화복합막의 산화안정성을 현저히 개선하였음을 확인할 수 있었다. Referring to Table 2 above, it can be seen that the number average molecular weight of the Examples decreased less and the PDI also slightly increased compared to the Comparative Example. Through this, according to one embodiment of the present invention, the residence time of cerium oxide in the reinforced composite membrane is increased by introducing a porous support made of PPS copolymer containing a hydrophilic functional group and a crown ether-based compound containing a hydrophilic functional group. It was confirmed that the oxidation stability of the reinforced composite membrane was significantly improved.
[실험예 2: 막-전극 어셈블리의 성능 평가][Experimental Example 2: Performance evaluation of membrane-electrode assembly]
상기 제조예에 따른 강화복합막의 양면에 전극 슬러리를 직접 코팅한 후, 이를 건조하여 막-전극 어셈블리를 제조하였다. 상기 제조예에 따른 강화복합막을 포함하는 막-전극 어셈블리의 이온전도도를 하기의 방법으로 측정하였다.The electrode slurry was directly coated on both sides of the reinforced composite membrane according to the above production example, and then dried to manufacture a membrane-electrode assembly. The ionic conductivity of the membrane-electrode assembly including the reinforced composite membrane according to the above production example was measured by the following method.
1) 이온전도도(실험조건: 80℃/50%RH)1) Ion conductivity (experiment conditions: 80℃/50%RH)
상기 제조예에 따른 강화복합막을 포함하는 막-전극 어셈블리에 대하여, 측정 온도 80℃에서 측정 장비(솔라트론사의 Solatron-1280Impedance/Gain-Phase analyzer)를 이용하여 이온전도도를 측정하였다. 구체적으로, 교류 사극자법(Four point probe AC impedance spectroscopic method)을 이용하여 옴저항 또는 벌크저항(ohmic resistance or bulk resistance)을 측정한 후 하기 수학식 2에 의하여 이온전도도를 계산하였다.For the membrane-electrode assembly including the reinforced composite membrane according to the above manufacturing example, the ionic conductivity was measured using a measuring device (Solatron-1280Impedance/Gain-Phase analyzer from Solatron) at a measurement temperature of 80°C. Specifically, ohmic resistance or bulk resistance was measured using the four point probe AC impedance spectroscopic method, and then ionic conductivity was calculated using Equation 2 below.
[수학식 2][Equation 2]
상기 수학식 2에서, σ는 이온 전도도(S/cm), R은 전해질 막의 옴 저항(Ω), L은 전극 간의 거리(cm), S는 일정 전류가 흐르는 전해질 내 면적(cm2)에 해당한다.In Equation 2, σ is the ionic conductivity (S/cm), R is the ohmic resistance of the electrolyte membrane (Ω), L is the distance between electrodes (cm), and S is the area within the electrolyte through which a constant current flows (cm 2 ). do.
상기 표 3을 참고하면, 실시예들은 비교예와 동등한 수준의 이온전도도를 가짐을 확인할 수 있다.Referring to Table 3 above, it can be confirmed that the Examples had an ionic conductivity equivalent to that of the Comparative Example.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements can be made by those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims. It falls within the scope of invention rights.
50: 강화복합막
52: 다공성 지지체
52a: 제1 면
52b: 제2 면
54: 제1 수지층
56: 제2 수지층50: Reinforced composite membrane
52: Porous support
52a: side 1
52b: side 2
54: first resin layer
56: second resin layer
Claims (12)
상기 이온전도체 분산액은,
측쇄로 제2 친수성 작용기를 함유하는 크라운 에테르계 화합물을 포함하는
강화복합막.A reinforced composite membrane in which a porous support containing a polymer compound containing a first hydrophilic functional group is impregnated with an ion conductor dispersion,
The ion conductor dispersion liquid is,
Comprising a crown ether-based compound containing a second hydrophilic functional group as a side chain
Reinforced composite membrane.
상기 제1 친수성 작용기는,
히드록시기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인
강화복합막.According to paragraph 1,
The first hydrophilic functional group is,
Any one selected from the group consisting of hydroxyl group, carboxyl group and amine group.
Reinforced composite membrane.
상기 다공성 지지체는, 불소계 지지체, 또는 나노 웹 지지체인 강화복합막.According to paragraph 1,
The porous support is a reinforced composite membrane that is a fluorine-based support or a nanoweb support.
상기 제2 친수성 작용기는,
히드록시기, 카르복실기 및 아민기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인
강화복합막.According to paragraph 1,
The second hydrophilic functional group is,
Any one selected from the group consisting of hydroxyl group, carboxyl group and amine group.
Reinforced composite membrane.
상기 크라운 에테르계 화합물은, (18-크라운-6)-2,3,11,12-테트라카복실산((18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid), 2-아미노메틸-18-크라운-6(2-Aminomethyl-18-crown-6), 4'-아미노벤조-18-크라운-6(4'-Aminobenzo-18-crown-6), 및 2-하이드록시메틸-18-크라운-6(2-Hydroxymethyl-18-crown-6)으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상인
강화복합막.According to paragraph 1,
The crown ether-based compound is (18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid ((18-Crown-6)-2,3,11,12-tetracarboxylic acid), 2-aminomethyl -18-crown-6 (2-Aminomethyl-18-crown-6), 4'-Aminobenzo-18-crown-6 (4'-Aminobenzo-18-crown-6), and 2-hydroxymethyl-18 -Crown-6 (2-Hydroxymethyl-18-crown-6) Any one or more selected from the group consisting of
Reinforced composite membrane.
상기 이온전도체 분산액은,
제1 이온전도체를 더 포함하는
강화복합막.According to paragraph 1,
The ion conductor dispersion liquid is,
Further comprising a first ion conductor
Reinforced composite membrane.
상기 제1 이온전도체는, 불소계 이온전도체, 부분 불소계 이온전도체, 탄화수소계 이온전도체 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나인
강화복합막.According to clause 6,
The first ion conductor is any one selected from the group consisting of a fluorine-based ion conductor, a partially fluorine-based ion conductor, a hydrocarbon-based ion conductor, and mixtures thereof.
Reinforced composite membrane.
상기 이온전도체 분산액은,
산화방지제를 더 포함하는
강화복합막.According to paragraph 1,
The ion conductor dispersion liquid is,
Contains more antioxidants
Reinforced composite membrane.
상기 산화방지제는,
금속계 과산화물 분해 촉진제를 포함하는
강화복합막.According to clause 8,
The antioxidant is,
Contains a metal peroxide decomposition accelerator.
Reinforced composite membrane.
상기 금속계 과산화물 분해 촉진제는,
세륨 이온, 니켈 이온, 텅스텐 이온, 코발트 이온, 크롬 이온, 지르코늄 이온, 이트륨 이온, 망간 이온, 철 이온, 티타늄 이온, 바나듐 이온, 몰리브덴 이온, 란탄 이온, 네오디뮴 이온, 은 이온, 백금 이온, 루테늄 이온, 팔라듐 이온 및 로듐 이온으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나 이상을 포함하는
강화복합막.According to clause 9,
The metal peroxide decomposition accelerator is,
Cerium ion, nickel ion, tungsten ion, cobalt ion, chromium ion, zirconium ion, yttrium ion, manganese ion, iron ion, titanium ion, vanadium ion, molybdenum ion, lanthanum ion, neodymium ion, silver ion, platinum ion, ruthenium ion. , containing at least one selected from the group consisting of palladium ions and rhodium ions.
Reinforced composite membrane.
서로 대향하여 위치하는 애노드 전극과 캐소드 전극, 및
상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하는 상기 강화복합막을 포함하는
막-전극 어셈블리.A membrane-electrode assembly comprising the reinforced composite membrane according to claim 1,
an anode electrode and a cathode electrode positioned opposite to each other, and
Comprising the reinforced composite film located between the anode electrode and the cathode electrode.
Membrane-electrode assembly.
A fuel cell comprising the membrane-electrode assembly according to claim 11.
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