KR101072829B1 - Method and system of preparing Membrane-electrode assembly of fuel cell - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법 및 연속제조장치에 관한 것이다. 본 발명의 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법은, (S1) 전해질막 공급장치로부터 벨트 형태로 연속적으로 공급되는 전해질막 양면에, 가스켓을 접착시키는 단계; (S2) 상기 전해질막 일면의 상기 가스켓의 천공된 부분을 통해 외부로 노출된 영역에 애노드 촉매층(또는 캐소드 촉매층)의 형성을 위한 조성물을 도포하는 단계; (S3) 상기 (S2) 단계에서 전해질막에 도포된 촉매층을 건조하는 단계; (S4) 상기 전해질막의 촉매층이 형성된 면과 반대면에 캐소드 촉매층(또는 애노드 촉매층)의 형성을 위한 조성물을 도포하여 캐소드 촉매층(또는 애노드 촉매층)을 형성하는 단계; (S5) 상기 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 위에 기체확산층을 접착시키는 단계; (S6) 상기 (S4) 단계에서 전해질막에 도포된 촉매층을 건조하고, 상기 액상 실링제를 경화시키는 단계; 및 (S7) 상기 전해질막에 상기 가스켓 및 상기 촉매층들이 결합하여 형성되는 접합체를 소정 크기로 절단하여 단위 막-전극 접합체를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 각 단계들은 반복적으로 실시되어 막-전극 접합체를 연속적으로 제조하게 된다. The present invention relates to a continuous production method and a continuous production apparatus of a membrane-electrode assembly for a fuel cell. The continuous production method of the membrane-electrode assembly for fuel cell of the present invention includes the steps of: (S1) adhering a gasket to both surfaces of the electrolyte membrane continuously supplied in the form of a belt from the electrolyte membrane supply device; (S2) applying a composition for forming an anode catalyst layer (or cathode catalyst layer) to a region exposed to the outside through the perforated portion of the gasket on one surface of the electrolyte membrane; (S3) drying the catalyst layer applied to the electrolyte membrane in the step (S2); (S4) forming a cathode catalyst layer (or an anode catalyst layer) by applying a composition for forming a cathode catalyst layer (or an anode catalyst layer) on a surface opposite the surface where the catalyst layer is formed; (S5) adhering a gas diffusion layer on the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer; (S6) drying the catalyst layer applied to the electrolyte membrane in the step (S4), and curing the liquid sealing agent; And (S7) manufacturing a unit membrane-electrode assembly by cutting the conjugate formed by combining the gasket and the catalyst layers to the electrolyte membrane to a predetermined size, wherein each of the steps is repeatedly performed. The conjugate is produced continuously.

연료전지, 막-전극 접합체, 연속제조방법, 가스켓, 애노드, 캐소드 Fuel cell, membrane-electrode assembly, continuous manufacturing method, gasket, anode, cathode

Description

연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법 및 연속제조장치{Method and system of preparing Membrane-electrode assembly of fuel cell}Continuous manufacturing method of membrane-electrode assembly for fuel cell and continuous manufacturing apparatus {Method and system of preparing Membrane-electrode assembly of fuel cell}

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 후술하는 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.The following drawings attached to this specification are illustrative of preferred embodiments of the present invention, and together with the detailed description of the invention to serve to further understand the technical spirit of the present invention, the present invention is a matter described in such drawings It should not be construed as limited to.

도 1은 연료전지의 전기 발생 원리를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining the principle of electricity generation of the fuel cell.

도 2는 본 발명의 연속제조방법에서 사용될 수 있는 가스켓의 일 예를 모식적으로 나타낸 도면이다. 2 is a view schematically showing an example of a gasket that can be used in the continuous manufacturing method of the present invention.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조장치를 모식적으로 나타낸 도면이다.3 is a view schematically showing a continuous manufacturing apparatus of a fuel cell membrane-electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법 및 연속제조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 연료전지의 막-전극 접합체의 제조 공정을 단순화하고 그 속도를 상승시키며 제조 단가를 감소시켜, 생산성을 향상시킬 수 있는 연료전지 용 막-전극 접합체의 연속제조방법 및 연속제조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a continuous production method and a continuous production apparatus of a membrane-electrode assembly for a fuel cell, and more particularly, to simplify the manufacturing process of the membrane-electrode assembly of a fuel cell, increase its speed, and reduce manufacturing costs, The present invention relates to a continuous production method and a continuous production apparatus of a membrane-electrode assembly for fuel cells.

최근 석유나 석탄과 같은 기존 에너지 자원의 고갈이 예측되면서 이들을 대체할 수 있는 에너지에 대한 관심이 높아지고 있다. 이러한 대체에너지의 하나로서 연료전지는 고효율이고, NOx 및 SOx 등의 공해 물질을 배출하지 않으며, 사용되는 연료가 풍부하다는 등의 장점으로 인해 특히 주목 받고 있다. Recently, as the depletion of existing energy resources such as oil and coal is predicted, interest in energy that can replace them is increasing. As one of the alternative energy sources, the fuel cell is particularly attracting attention due to its advantages such as high efficiency, no pollutants such as NO x and SO x , and abundant fuel used.

연료전지는 연료와 산화제의 화학 반응 에너지를 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템으로서, 연료로는 수소와 메탄올, 부탄 등과 같은 탄화수소가, 산화제로는 산소가 대표적으로 사용된다.A fuel cell is a power generation system that converts chemical reaction energy of a fuel and an oxidant into electrical energy. Hydrogen, a hydrocarbon such as methanol, butane, and the like are typically used as an oxidant.

연료전지에 있어서, 전기를 발생시키는 가장 기본적인 단위는 막-전극 접합체(MEA)로서, 이는 전해질막과 전해질막 양면에 형성되는 애노드 및 캐소드전극으로 구성된다. 연료전지의 전기 발생 원리를 나타낸 도 1 및 반응식 1(수소를 연료로 사용한 경우의 연료전지의 반응식)을 참조하면, 애노드전극에서는 연료의 산화 반응이 일어나 수소 이온 및 전자가 발생하고, 수소 이온은 전해질 막을 통해 캐소드전극으로 이동하며, 캐소드전극에서는 산소(산화제)와 전해질막을 통해 전달된 수소 이온과 전자가 반응하여 물이 생성된다. 이러한 반응에 의해 외부회로에 전자의 이동이 발생하게 된다.In a fuel cell, the most basic unit for generating electricity is a membrane-electrode assembly (MEA), which consists of an electrolyte membrane and an anode and a cathode electrode formed on both sides of the electrolyte membrane. Referring to FIG. 1 and Reaction Formula 1 (Reaction formula of a fuel cell when hydrogen is used as a fuel) showing the electricity generation principle of a fuel cell, an oxidation reaction of a fuel occurs at an anode electrode, and hydrogen ions and electrons are generated. The electrolyte moves through the electrolyte membrane to the cathode electrode, where water is generated by the reaction of oxygen (oxidant) and hydrogen ions and electrons transferred through the electrolyte membrane. This reaction causes the movement of electrons in the external circuit.

애노드전극: H2 → 2H++2e- The anode: H 2 → 2H + + 2e -

캐소드전극: 1/2O2+2H++2e- → H2O Cathode: 1 / 2O 2 + 2H + + 2e - → H 2 O

전체 반응식: H2+1/2O2 → H2OTotal Reaction Formula: H 2 + 1 / 2O 2 → H 2 O

이러한 막-전극 접합체의 제조는 가스켓 부착, 전극층 형성, 건조, 패키징 등의 일련의 공정을 거치게 되는데, 현재 이용되고 있는 제조방법들은 상기 공정들의 일부가 비연속적으로 진행되어 낮은 생산 속도를 가질 뿐만 아니라 성능을 좌우하는 인자들을 제어하는데 큰 어려움이 수반된다. 또한, 연속 공정에 의해 진행되는 경우도 공정 속도가 느리고, 공정이 복잡하며, 공정 비용이 많이 들어 생산성이 떨어지는 문제가 있다. 따라서, 이와 같은 문제점을 해결하려는 노력이 관련 분야에서 꾸준하게 이루어져 왔으며, 이러한 기술적 배경하에서 본 발명이 안출된 것이다.The membrane-electrode assembly is subjected to a series of processes, such as gasket attachment, electrode layer formation, drying, packaging, and the like, and currently used manufacturing methods have a low production rate because some of the processes are discontinuously performed. This involves enormous difficulty controlling the factors that influence performance. In addition, when the process proceeds by a continuous process, there is a problem that the process speed is slow, the process is complicated, the process cost is high, and productivity is low. Therefore, efforts to solve such problems have been made steadily in the related field, and the present invention has been devised under such technical background.

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 연료전지용 막-전극 접합체의 제조 공정을 단순화하고 제조 속도를 증가시키며 제조 단가를 감소시켜, 연료전지용 막-전극 접합체의 생산성을 향상시킴에 있으며, 이러한 기술적 과제를 달성할 수 있는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법 및 연속제조장치를 제공하는데 본 발명의 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, the technical problem to be achieved by the present invention is to simplify the manufacturing process of the membrane-electrode assembly for fuel cells, increase the manufacturing speed and reduce the manufacturing cost, for fuel cells An object of the present invention is to improve the productivity of a membrane-electrode assembly, and to provide a continuous production method and a continuous production apparatus of a membrane-electrode assembly for a fuel cell capable of achieving such a technical problem.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제의 달성을 위해 본 발명은, (S1) 전해 질막 공급장치로부터 벨트 형태로 연속적으로 공급되는 전해질막 양면에, 상기 전해질막을 사이에 두고 양쪽으로 가스켓 공급장치로부터 벨트 형태로 연속적으로 공급되며 전해질막 중 촉매층이 형성될 영역에 대응하는 부분이 천공된 가스켓을 접착시키는 단계; (S2) 상기 전해질막 일면의 상기 가스켓의 천공된 부분을 통해 외부로 노출된 영역에 애노드 촉매층(또는 캐소드 촉매층)의 형성을 위한 조성물을 도포하여 애노드 촉매층(또는 캐소드 촉매층)을 형성하는 단계; (S3) 상기 (S2) 단계에서 전해질막에 도포된 촉매층을 건조하는 단계; (S4) 상기 전해질막의 촉매층이 형성된 면과 반대면의 상기 가스켓의 천공된 부분을 통해 외부로 노출된 영역에 캐소드 촉매층(또는 애노드 촉매층)의 형성을 위한 조성물을 도포하여 캐소드 촉매층(또는 애노드 촉매층)을 형성하는 단계; (S5) 상기 전해질막 양면에 형성된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 위에 액상 실링제를 이용하여 기체확산층을 접착시키는 단계; (S6) 상기 (S4) 단계에서 전해질막에 도포된 촉매층을 건조하고, 상기 액상 실링제를 경화시키는 단계; 및 (S7) 상기 전해질막에 상기 가스켓 및 상기 촉매층들이 결합하여 형성되는 접합체를 소정 크기로 절단하여 단위 막-전극 접합체를 제조하는 단계;를 포함하며, 상기 각 단계들은 반복적으로 실시되어 막-전극 접합체를 연속적으로 제조하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법을 제공한다.In order to achieve the technical problem to be achieved by the present invention, the present invention, (S1) on both sides of the electrolyte membrane continuously supplied in the form of a belt from the electrolytic membrane supply device, both sides of the electrolyte membrane between the gasket supply device in the form of a belt Adhering a gasket continuously supplied and perforated in a portion of the electrolyte membrane corresponding to the region where the catalyst layer is to be formed; (S2) forming an anode catalyst layer (or cathode catalyst layer) by applying a composition for forming an anode catalyst layer (or cathode catalyst layer) to an area exposed to the outside through the perforated portion of the gasket on one surface of the electrolyte membrane; (S3) drying the catalyst layer applied to the electrolyte membrane in the step (S2); (S4) a composition for forming a cathode catalyst layer (or anode catalyst layer) is applied to a region exposed to the outside through the perforated portion of the gasket opposite to the surface on which the catalyst layer of the electrolyte membrane is formed to form a cathode catalyst layer (or anode catalyst layer) Forming a; (S5) adhering a gas diffusion layer on the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer formed on both surfaces of the electrolyte membrane using a liquid sealing agent; (S6) drying the catalyst layer applied to the electrolyte membrane in the step (S4), and curing the liquid sealing agent; And (S7) manufacturing a unit membrane-electrode assembly by cutting the conjugate formed by combining the gasket and the catalyst layers to the electrolyte membrane to a predetermined size, wherein each of the steps is repeatedly performed. Provided is a method of continuously manufacturing a membrane-electrode assembly for a fuel cell, which continuously manufactures the assembly.

상기 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법들에 있어서, 상기 전해질막은 대표적으로 퍼플루오르술폰산 폴리머, 탄화수소계 폴리머, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리포스파진, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 도핑된 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르케톤, 폴리술폰 또는 이들의 산 또는 염기로 이루어질 수 있다. In the continuous production methods of the fuel cell membrane-electrode assembly, the electrolyte membrane is typically a perfluorosulfonic acid polymer, a hydrocarbon-based polymer, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene Oxides, polyphosphazines, polyethylenenaphthalates, polyesters, doped polybenzimidazoles, polyetherketones, polysulfones or acids or bases thereof.

상기 가스켓 공급장치에서 공급되는 가스켓은 양면에 접착제층이 형성되고, 상기 접착제층들 중 일측의 접착제층 상에 마스킹 필름이 형성될 수 있으며, 상기 접착제층은 바람직하게는 플루오르가 함유된 실리콘 재질로 이루어질 수 있다. An adhesive layer may be formed on both sides of the gasket supplied from the gasket supplying device, and a masking film may be formed on an adhesive layer on one side of the adhesive layers, and the adhesive layer is preferably made of fluorine-containing silicon. Can be done.

상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층 형성을 위한 조성물은 다중 스프레이 노즐에 의해 상기 전해질막에 도포되는 것이 바람직하다. 상기 애노드 촉매층 형성용 조성물은 대표적으로 전극 촉매, 프로톤 전도성 아이오노머(ionomer) 및 용매(물, 알코올류)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 애노드 촉매층 형성용 조성물에 포함되는 촉매는 바람직하게는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-전이금속 합금으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 캐소드 촉매층 형성용 조성물은 대표적으로 촉매, 전극 촉매, 프로톤 전도성 아이오노머(ionomer) 및 용매를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 캐소드 촉매층 형성용 조성물에 포함되는 촉매는 바람직하게는 백금 또는 백금-전이금속 합금에서 선택될 수 있다. The composition for forming the anode catalyst layer or the cathode catalyst layer is preferably applied to the electrolyte membrane by multiple spray nozzles. The anode catalyst layer forming composition may typically include an electrode catalyst, a proton conductive ionomer and a solvent (water, alcohols), and the catalyst included in the anode catalyst layer forming composition is preferably platinum, It may be selected from the group consisting of ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy and platinum-transition metal alloy. The cathode catalyst layer forming composition may typically include a catalyst, an electrode catalyst, a proton conductive ionomer and a solvent, and the catalyst included in the cathode catalyst layer forming composition is preferably platinum or platinum-transition metal. May be selected from the alloy.

상기 기체확산층을 촉매층 위에 접착시키기 위한 상기 액상 실링제는 대표적으로 실리콘계, 부틸 고무계(Butyl Rubber), 폴리설파이드계(Poly sulfide), 아크릴계, 에폭시계 등에서 선택 가능하나 바람직하게는 화학적 내구성을 확보하기 위해 불소를 함유한 불화 실리콘계나 불소고무(예: 듀퐁사의 Viton(상품명)) 등을 사용하는 것이 좋다. The liquid sealing agent for attaching the gas diffusion layer on the catalyst layer is typically selected from silicon, butyl rubber, poly sulfide, acrylic, epoxy, etc., but preferably to secure chemical durability. It is preferable to use fluorine-containing silicon fluoride or fluorine rubber (e.g., Viton (trade name) manufactured by DuPont).

상기 촉매층들의 건조는 대표적으로 광원을 이용하거나 고온의 공기를 이용하여 실시될 수 있다. Drying of the catalyst layers may be typically carried out using a light source or hot air.

본 발명은 또한, 전해질막, 상기 전해질막 양면에 형성된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층, 상기 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층에 형성되는 기체확산층, 그리고 기밀 유지를 위하여 전해질막 양면의 촉매층이 형성되지 않는 영역에 형성되는 가스켓을 포함하는 막-전극 접합체를 연속적으로 제조하기 위한 연료전지용 막-전극 접합체의 연속 제조장치에 있어서, 상기 전해질막을 연속 공급하는 전해질막 공급장치; 상기 가스켓을 연속 공급하는 제1 및 제2 가스켓 공급장치; 상기 기체확산층을 연속 공급하는 제1 및 제2 기체확산층 공급장치; 상기 전해질막 공급장치로부터 전해질막을 공급 받고, 상기 전해질막을 사이에 두고 상기 제1 및 제2 가스켓 공급장치로부터 가스켓을 공급 받아, 상기 가스켓들을 상기 전해질막 양면에 접합시키는 롤 압착기; 상기 롤 압착기로부터 전달 받은 가스켓이 접합된 전해질막의 일면에 상기 애노드 또는 캐소드 촉매층 중 하나의 촉매층을 형성하기 위한 하나 또는 둘 이상의 제1 촉매층 형성용 스프레이 노즐; 상기 제1 촉매층 형성용 스프레이 노즐로부터 상기 전해질막의 일면에 도포된 제1 촉매층 형성용 조성물을 건조시키기 위한 제1 건조기; 상기 전해질막의 촉매층이 형성되지 않은 면에 먼저 형성된 촉매층과 상이한 촉매층을 형성하기 위한 하나 또는 둘 이상의 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐; 상기 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 위에 기체확산층 공급장치로부터 공급된 기체확산층들을 접착제를 이용하여 접착시키는 제1 및 제2 기체확산층 접착장치; 상기 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐로부터 상기 전해질막의 일면에 도포된 제2 촉매층 형성용 조성물을 건조시키고 상기 접착제를 경화시키기 위한 제2 건조기; 및 상기 촉매층들, 기체확산층들 및 가스켓들이 전해질막에 접착되어 형성된 접합체를 소정 크기로 절단하는 절단기;를 포함하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속 제조장치를 제공한다. The present invention also provides an electrolyte membrane, an anode catalyst layer and a cathode catalyst layer formed on both surfaces of the electrolyte membrane, a gas diffusion layer formed on the anode catalyst layer and a cathode catalyst layer, and a catalyst layer formed on both sides of the electrolyte membrane for airtight retention. An apparatus for continuously manufacturing a membrane-electrode assembly for a fuel cell for continuously manufacturing a membrane-electrode assembly including a gasket, the apparatus comprising: an electrolyte membrane supply device for continuously supplying the electrolyte membrane; First and second gasket supply devices for continuously supplying the gasket; First and second gas diffusion layer supply devices for continuously supplying the gas diffusion layer; A roll press for receiving an electrolyte membrane from the electrolyte membrane supply device, receiving a gasket from the first and second gasket supply devices with the electrolyte membrane therebetween, and bonding the gaskets to both surfaces of the electrolyte membrane; A spray nozzle for forming one or more first catalyst layers for forming one catalyst layer of the anode or cathode catalyst layer on one surface of the electrolyte membrane to which the gasket received from the roll compactor is bonded; A first dryer for drying the first catalyst layer forming composition applied to one surface of the electrolyte membrane from the spray nozzle for forming the first catalyst layer; A spray nozzle for forming one or two or more second catalyst layers for forming a catalyst layer different from the catalyst layer formed first on a surface where the catalyst layer of the electrolyte membrane is not formed; First and second gas diffusion layer bonding apparatuses for bonding the gas diffusion layers supplied from the gas diffusion layer supply apparatus onto the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer using an adhesive; A second dryer for drying the second catalyst layer forming composition applied to one surface of the electrolyte membrane from the second catalyst layer forming spray nozzle and curing the adhesive; And a cutter for cutting the assembly formed by adhering the catalyst layers, the gas diffusion layers, and the gaskets to the electrolyte membrane to a predetermined size.

연료전지용 막-전극 접합체의 연속 제조장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 건조기는 대표적으로 광원을 이용하거나 고온의 공기를 이용하여 건조 공정을 수행할 수 있다. In the apparatus for continuously manufacturing a membrane-electrode assembly for a fuel cell, the first and second dryers may typically perform a drying process using a light source or high temperature air.

상기 제1 및 제2 기체확산층 접착장치는 기체확산층들을 액상 실리콘을 이용하여 접착시키기 위한 액상 실리콘 주입기를 포함하여 이루어질 수 있다. The first and second gas diffusion layer bonding apparatus may include a liquid silicon injector for bonding the gas diffusion layers using liquid silicon.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail to aid in understanding the present invention.

본 발명의 막-전극 접합체의 연속제조방법에 따르면, 벨트 형태로 연속적으로 공급되는 전해질막 그리고 상기 전해질막을 사이에 두고 양쪽으로 벨트 형태로 연속적으로 제공되는 가스켓에 대하여, 각각의 공정을 반복적으로 수행함으로써 연료전지용 막-전극 접합체를 연속적으로 제조한다. According to the continuous manufacturing method of the membrane-electrode assembly of the present invention, each process is repeatedly performed on an electrolyte membrane continuously supplied in a belt form and a gasket continuously provided in a belt form on both sides of the electrolyte membrane. The membrane-electrode assembly for fuel cell is thereby continuously produced.

본 발명의 막-전극 접합체의 연속제조방법에 따르면, 먼저 벨트 형태의 전해질막의 양면에 상기 전해질막의 양쪽으로 공급되는 벨트 형태의 가스켓을 접착시킨다(S1). 가스켓 공급장치로부터 공급되는 가스켓은 전해질막 중 촉매층이 형성될 영역에 대응하는 부분이 천공된 상태로 공급된다. According to the continuous manufacturing method of the membrane-electrode assembly of the present invention, first, the belt-type gasket supplied to both sides of the electrolyte membrane is adhered to both surfaces of the belt-shaped electrolyte membrane (S1). The gasket supplied from the gasket supplying device is supplied with a portion of the electrolyte membrane corresponding to the region in which the catalyst layer is to be formed being perforated.

가스켓 공급장치로부터 공급되는 가스켓은 도 2에 도시된 바와 같이 양면에 접착제층(203)이 형성되고, 일측의 접착제층(203) 상에 마스킹 필름(205)이 형성되 게 할 수 있다. 이때, 외부로 드러난 접착제층(203)은 가스켓(201)과 전해질막을 접착시키는 기능을 하며, 마스킹 필름(205)에 의해 가려진 접착제층은 마스킹 필름을 제거할 때 함께 제거되는 부분으로써 마스킹 필름에 접착력을 부여한다(본 접착제층은 마스킹필름과 독립적으로 형성시켜주는 것이 아니고 이미 접착층이 형성된 마스킹 필름을 가스킷에 접착함으로써 형성시켜줄 수 있다). 또한, 마스킹 필름(205)은 가스킷층을 외부의 오염원으로부터 보호해주는 역할을 하는 동시에 촉매층 형성시 촉매층 외부로 번진 촉매를 쉽게 제거하기 위하여 형성된다. 연료전지의 운전 조건은 강산성을 띄기 때문에, 상기 접착제층(203)은 이에 견딜 수 있도록 내산성이 있는 재료가 선택되어야 한다. 이와 같은 재료로 플루오르가 함유된 실리콘 접착제(SiF) 재길이 가장 적합하며, 그 이외에 일반 고무 제품과 폴리머 등 액상으로 존재할 수 있는 모든 접착제가 사용 가능하다. As shown in FIG. 2, the gasket supplied from the gasket supply device may have an adhesive layer 203 formed on both surfaces thereof, and a masking film 205 formed on one side of the adhesive layer 203. At this time, the adhesive layer 203 exposed to the outside serves to bond the gasket 201 and the electrolyte membrane, and the adhesive layer covered by the masking film 205 is removed together with the masking film to remove the adhesive force to the masking film. (This adhesive layer is not formed independently of the masking film, but may be formed by adhering a masking film on which an adhesive layer is already formed to a gasket). In addition, the masking film 205 serves to protect the gasket layer from external pollutants, and is formed to easily remove the catalyst that has spread to the outside of the catalyst layer when the catalyst layer is formed. Since the operating conditions of the fuel cell are strongly acidic, an acid resistant material should be selected for the adhesive layer 203 to withstand it. Fluorine-containing silicone adhesives (SiF) are most suitable for this material. In addition, all adhesives that may be present in the liquid phase, such as general rubber products and polymers, can be used.

상기 전해질막으로는 이온전도성을 갖는 모든 고분자 수지가 사용될 수 있으며, 대표적으로 퍼플루오르술폰산 폴리머, 탄화수소계 폴리머, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리포스파진, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 도핑된 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르케톤, 폴리술폰 또는 이들의 산 또는 염기가 사용될 수 있다. As the electrolyte membrane, all polymer resins having ion conductivity may be used, and typically, perfluorosulfonic acid polymer, hydrocarbon-based polymer, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, and polyphenylene oxide , Polyphosphazines, polyethylenenaphthalates, polyesters, doped polybenzimidazoles, polyetherketones, polysulfones or acids or bases thereof may be used.

다음으로, 연속적으로 공급되는 전해질막 일면의 상기 가스켓의 천공된 부분을 통해 외부로 노출된 영역에 촉매층 형성을 위한 조성물을 도포하여 촉매층을 형성한다(S2). 이 때, 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 중 어느 것을 먼저 하여도 상관 없으며, 차후 진행되는 공정에서 다른 촉매층을 형성하면 된다. Next, a catalyst layer is formed by applying a composition for forming a catalyst layer to a region exposed to the outside through the perforated portion of the gasket on one surface of the electrolyte membrane continuously supplied (S2). At this time, any of the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer may be used first, and another catalyst layer may be formed in a subsequent process.

애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층 형성을 위한 조성물을 도포하는 방법은 특별히 제한되지 않으나, 다중 스프레이 노즐에 의한 도포는 공정 속도를 증가시킬 수 있어 바람직하게 사용될 수 있다. The method of applying the composition for forming the anode catalyst layer or the cathode catalyst layer is not particularly limited, but application by multiple spray nozzles can increase the process speed and can be preferably used.

상기 애노드 촉매층 형성용 조성물은 대표적으로 전극 촉매, 프로톤 전도성 아이오노머(ionomer) 및 용매를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 애노드 촉매층 형성용 조성물에 포함되는 촉매는 바람직하게는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-전이금속 합금으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 캐소드 촉매층 형성용 조성물은 대표적으로 전극 촉매, 프로톤 전도성 아이오노머(ionomer) 및 용매를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 캐소드 촉매층 형성용 조성물에 포함되는 촉매는 바람직하게는 백금 또는 백금-전이금속 합금에서 선택될 수 있다. The composition for forming the anode catalyst layer may typically include an electrode catalyst, a proton conductive ionomer and a solvent, and the catalyst included in the composition for forming the anode catalyst layer is preferably platinum, ruthenium, osmium, platinum- It may be selected from the group consisting of ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy and platinum-transition metal alloy. The cathode catalyst layer-forming composition may typically include an electrode catalyst, a proton conductive ionomer and a solvent, and the catalyst included in the cathode catalyst layer-forming composition is preferably in a platinum or platinum-transition metal alloy. Can be selected.

다음으로, 상기 전해질막에 도포된 촉매층을 건조한다(S3). 건조 방식은 특별히 제한되지 않으며, 대표적으로 광원을 이용하거나 고온의 공기를 이용하여 실시될 수 있다.Next, the catalyst layer applied to the electrolyte membrane is dried (S3). The drying method is not particularly limited, and may be typically used by using a light source or hot air.

다음으로, 앞선 단계에서 촉매층이 형성된 전해질막의 면과 반대면에 앞서 형성된 촉매층과 반대의 촉매층 형성을 위한 조성물을 도포한다(S4). 도포 영역은 앞선은 단계와 동일하게 가스켓의 천공된 부분을 통해 외부로 노출된 영역이다.Next, a composition for forming a catalyst layer opposite to the catalyst layer formed on the opposite side to the surface of the electrolyte membrane in which the catalyst layer is formed in the previous step is applied (S4). The application area is the area exposed to the outside through the perforated portion of the gasket in the same manner as in the preceding step.

다음으로, 전해질막 양면에 형성된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 위에 액상 실링제를 이용하여 기체확산층을 접착한다(S5). 상기 기체확산층은 대표적으로 탄소페이퍼, 탄소천 또는 탄소펠트로 이루어질 수 있으며, 촉매층과 접하는 면에 미세기공층이 형성될 수 있다. Next, the gas diffusion layer is bonded to the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer formed on both surfaces of the electrolyte membrane using a liquid sealing agent (S5). The gas diffusion layer may typically be made of carbon paper, carbon cloth or carbon felt, and a microporous layer may be formed on the surface in contact with the catalyst layer.

상기 기체확산층을 촉매층 위에 접착시키기 위한 상기 액상 실링제는 대표적으로 실리콘계 실링제, 부틸 고무계(Butyl Rubber) 실링제, 폴리설파이드계(Poly sulfide) 실링제, 아크릴계 실링제, 에폭시계 실링제 및 불소고무계 실링제 등이 대표적으로 사용될 수 있으며, 그 중에서 바람직하게는 화학적 내구성을 확보하기 위해 불소를 함유한 불화 실리콘계나 불소고무계(상품명 예: 듀퐁사의 Viton) 등이 사용될 수 있다. The liquid sealing agent for bonding the gas diffusion layer on the catalyst layer is typically a silicone sealant, a butyl rubber sealant, a poly sulfide sealant, an acrylic sealant, an epoxy sealant, and a fluorine rubber system. Sealing agents and the like may be representatively used, and among them, preferably, fluorine-containing silicon fluoride or fluorine rubber (trade name: Viton manufactured by DuPont) may be used.

다음으로, 앞선 (S4) 단계에서 형성된 촉매층을 건조하고, 상기 액상 실링제를 경화시킨다(S6). 한 번의 가열을 통해 촉매층을 건조하고 실링제를 경화시킬 수 있으므로, 공정 속도를 증가시키고 비용을 절감할 수 있다. Next, the catalyst layer formed in the previous step (S4) is dried, and the liquid sealing agent is cured (S6). A single heating can dry the catalyst layer and cure the sealant, thereby increasing the process speed and reducing the cost.

다음으로, 앞선 단계들을 거치면서 상기 전해질막에 상기 가스켓 및 상기 촉매층들이 결합하여 형성되는 접합체를 소정 크기로 절단함으로써 단위 막-전극 접합체를 제조한다. Next, a unit membrane-electrode assembly is manufactured by cutting the assembly formed by bonding the gasket and the catalyst layers to the electrolyte membrane to a predetermined size through the foregoing steps.

이하, 본 발명의 연속제조방법에 채용될 수 있는 막-전극 접합체의 연속제조장치를 설명한다. Hereinafter, a continuous production apparatus for a membrane-electrode assembly which can be employed in the continuous production method of the present invention will be described.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조장치를 모식적으로 나타낸 도면이다. 3 is a view schematically showing a continuous manufacturing apparatus of a fuel cell membrane-electrode assembly according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 막-전극 접합체의 연속제조장치는 전해질막 공급장치(311); 제1 및 제2 가스켓 공급장치(313, 315); 제1 및 제2 기체확산층 공급장치(미도시); 롤 압착기(315); 제1 및 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐(317, 321); 제1 및 제2 건조기(319, 325); 제1 및 제2 기체확산층 접착장치(323); 및 절단기(327);를 포함하여 이루어진다. 3, the continuous manufacturing apparatus of the membrane-electrode assembly of the present invention is an electrolyte membrane supply device (311); First and second gasket feeders (313, 315); First and second gas diffusion layer supply devices (not shown); Roll presser 315; Spray nozzles 317 and 321 for forming first and second catalyst layers; First and second dryers 319 and 325; First and second gas diffusion layer bonding apparatuses 323; And a cutter 327.

상기 전해질막 공급장치(311)는 벨트 형태의 전해질막(301)을 연속적으로 공급하며, 전해질막 공급장치(311)를 통해 공급된 전해질막(301)은 롤 압착기(315), 제1 촉매층 형성용 스프레이 노즐(317), 제1 건조기(319), 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐(321), 기체확산층 접착장치(323), 제2 건조기(325) 및 절단기(327)를 거치면서 단위 막-전극 접합체로 제조될 수 있다. The electrolyte membrane supply device 311 continuously supplies the electrolyte membrane 301 in the form of a belt, and the electrolyte membrane 301 supplied through the electrolyte membrane supply device 311 includes a roll presser 315 and a first catalyst layer. Unit membrane through the spray nozzle 317, the first dryer 319, the spray nozzle 321 for forming the second catalyst layer, the gas diffusion layer bonding apparatus 323, the second dryer 325 and the cutter 327 It can be made into an electrode assembly.

상기 제1 및 제2 가스켓 공급장치(313)는 상기 전해질막(301)을 사이에 두고 양측에 위치하여 벨트 형태의 가스켓(303)을 연속적으로 공급하며, 공급된 가스켓(303)은 상기 롤 압착기(315)를 통과하면서 전해질막(301) 양면에 합착된다. The first and second gasket supplying devices 313 are positioned at both sides with the electrolyte membrane 301 interposed therebetween to continuously supply the gasket 303 in the form of a belt, and the supplied gasket 303 is the roll compactor. While passing through 315, they are bonded to both surfaces of the electrolyte membrane 301.

상기 제1 촉매층 형성용 스프레이 노즐(317)은 상기 롤 압착기(315)로부터 전달 받은 가스켓(303)이 접합된 전해질막(301)의 일면에 상기 애노드 또는 캐소드 촉매층 중 하나의 촉매층을 형성하며, 상기 제1 건조기(319)는 상기 제1 촉매층 형성용 스프레이 노즐(317)로부터 상기 전해질막(301)의 일면에 도포된 제1 촉매층 형성용 조성물(305)을 건조한다. 상기 제1 건조기(319)는 대표적으로 광원을 이용하거나 고온의 공기를 이용하여 건조 공정을 수행할 수 있다.The spray nozzle 317 for forming the first catalyst layer forms one catalyst layer of the anode or cathode catalyst layer on one surface of the electrolyte membrane 301 to which the gasket 303 received from the roll compactor 315 is bonded. The first dryer 319 dries the first catalyst layer forming composition 305 applied to one surface of the electrolyte membrane 301 from the first catalyst layer forming spray nozzle 317. The first dryer 319 may typically perform a drying process using a light source or high temperature air.

상기 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐(321)은 상기 전해질막(301)의 촉매층이 형성되지 않은 면에 먼저 형성된 촉매층과 상이한 촉매층을 형성하며, 상기 제1 및 제2 기체확산층 접착장치(323)는 상기 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 위에 기체확산층 공급장치(미도시)로부터 공급된 기체확산층(309)들을 접착제를 이용하여 접착시킨다. 접착제로는 액상 실링제가 바람직하게 이용될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 기체확산층 접착장치(323)는 액상 실링제를 이용하여 접착시키기 위한 액상 실링제 주입기를 포함하여 이루어질 수 있다. The spray nozzle 321 for forming the second catalyst layer forms a catalyst layer different from the catalyst layer formed on the surface where the catalyst layer of the electrolyte membrane 301 is not formed, and the first and second gas diffusion layer bonding apparatuses 323 The gas diffusion layers 309 supplied from a gas diffusion layer supply device (not shown) are attached onto the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer using an adhesive. As the adhesive, a liquid sealing agent may be preferably used, and the first and second gas diffusion layer bonding devices 323 may include a liquid sealing agent injector for bonding using the liquid sealing agent.

상기 제2 건조기(325)는 상기 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐(321)로부터 상기 전해질막(301)의 일면에 도포된 제2 촉매층 형성용 조성물(307)을 건조시키고 상기 접착제를 경화시킨다. 제2 건조기(325) 역시, 대표적으로 광원을 이용하거나 고온의 공기를 이용하여 건조 공정을 수행할 수 있다.The second dryer 325 dries the second catalyst layer forming composition 307 coated on one surface of the electrolyte membrane 301 from the second catalyst layer forming spray nozzle 321 and cures the adhesive. The second dryer 325 may also perform a drying process by using a light source or hot air.

상기 절단기는 촉매층들, 기체확산층들 및 가스켓들이 전해질막에 접착되어 형성된 접합체를 소정 크기로 절단하여 단위 막-전극 접합체를 형성한다. The cutter cuts the bonded body formed by adhering the catalyst layers, the gas diffusion layers, and the gaskets to the electrolyte membrane to form a unit membrane electrode assembly.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되지 않아야 하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, and the inventors can appropriately define the concept of terms in order to best describe their invention. Based on the principle, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Therefore, the exemplary embodiments described herein are only exemplary embodiments of the present invention and do not represent all of the technical ideas of the present invention, and various equivalents and modifications that may substitute them at the time of the present application may be used. It should be understood that there may be.

본 발명의 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법 및 연속제조장치에 따르면, 다중 스프레이 노즐을 이용하고 공정 중에 촉매층을 건조하고 기체확산층을 부착하는 등 막-전극 접합체의 제조 공정을 개선함으로써, 제조 공정을 단순화하고 제조 속도를 증가시키며 제조 단가를 감소시켜, 연료전지용 막-전극 접합체의 생산성을 향상시킬 수 있다. According to the continuous production method and continuous production apparatus of the fuel cell membrane electrode assembly of the present invention, the production process is improved by using a multiple spray nozzle and improving the manufacturing process of the membrane electrode assembly by drying the catalyst layer and attaching the gas diffusion layer during the process. By simplifying the process, increasing the manufacturing speed and reducing the manufacturing cost, the productivity of the membrane-electrode assembly for fuel cell can be improved.

Claims (14)

(S1) 전해질막 공급장치로부터 벨트 형태로 연속적으로 공급되는 전해질막 양면에, 상기 전해질막을 사이에 두고 양쪽으로 가스켓 공급장치로부터 벨트 형태로 연속적으로 공급되며 전해질막 중 촉매층이 형성될 영역에 대응하는 부분이 천공된 가스켓을 접착시키는 단계;(S1) On both sides of the electrolyte membrane which are continuously supplied in the form of a belt from the electrolyte membrane supply device, both sides of the electrolyte membrane are continuously supplied in the form of a belt from the gasket supply device on both sides thereof and correspond to a region where the catalyst layer is to be formed in the electrolyte membrane. Adhering a portion of the perforated gasket; (S2) 상기 전해질막 일면의 상기 가스켓의 천공된 부분을 통해 외부로 노출된 영역에 애노드 촉매층(또는 캐소드 촉매층)의 형성을 위한 조성물을 도포하여 애노드 촉매층(또는 캐소드 촉매층)을 형성하는 단계;(S2) forming an anode catalyst layer (or cathode catalyst layer) by applying a composition for forming an anode catalyst layer (or cathode catalyst layer) to an area exposed to the outside through the perforated portion of the gasket on one surface of the electrolyte membrane; (S3) 상기 (S2) 단계에서 전해질막에 도포된 촉매층을 건조하는 단계;(S3) drying the catalyst layer applied to the electrolyte membrane in the step (S2); (S4) 상기 전해질막의 촉매층이 형성된 면과 반대면의 상기 가스켓의 천공된 부분을 통해 외부로 노출된 영역에 캐소드 촉매층(또는 애노드 촉매층)의 형성을 위한 조성물을 도포하여 캐소드 촉매층(또는 애노드 촉매층)을 형성하는 단계;(S4) a composition for forming a cathode catalyst layer (or anode catalyst layer) is applied to a region exposed to the outside through the perforated portion of the gasket opposite to the surface on which the catalyst layer of the electrolyte membrane is formed to form a cathode catalyst layer (or anode catalyst layer) Forming a; (S5) 상기 전해질막 양면에 형성된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 위에 액상 실링제를 이용하여 기체확산층을 접착시키는 단계; (S5) adhering a gas diffusion layer on the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer formed on both surfaces of the electrolyte membrane using a liquid sealing agent; (S6) 상기 (S4) 단계에서 전해질막에 도포된 촉매층을 건조하고, 상기 액상 실링제를 경화시키는 단계; 및 (S6) drying the catalyst layer applied to the electrolyte membrane in the step (S4), and curing the liquid sealing agent; And (S7) 상기 전해질막에 상기 가스켓 및 상기 촉매층들이 결합하여 형성되는 접합체를 미리 정해진 크기로 절단하여 단위 막-전극 접합체를 제조하는 단계;를 포함하며, (S7) cutting the assembly formed by combining the gasket and the catalyst layers to the electrolyte membrane to a predetermined size to produce a unit membrane electrode assembly; 상기 각 단계들은 반복적으로 실시되어 막-전극 접합체를 연속적으로 제조하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. Each of the above steps is performed repeatedly to continuously manufacture the membrane-electrode assembly. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 전해질막은 퍼플루오르술폰산 폴리머, 탄화수소계 폴리머, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리포스파진, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 도핑된 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르케톤, 폴리술폰 및 이들의 산과 염기로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The electrolyte membrane is a perfluorosulfonic acid polymer, a hydrocarbon-based polymer, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyether sulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyphosphazine, polyethylene naphthalate, polyester, doped polybenz Imidazole, polyether ketone, polysulfone, and a continuous production method of a membrane-electrode assembly for a fuel cell, characterized in that selected from the group consisting of acids and bases. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 가스켓 공급장치에서 공급되는 가스켓은 양면에 접착제층이 형성되고, 상기 접착제층들 중 일측의 접착제층 상에 마스킹 필름이 형성되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The gasket supplied from the gasket supplying device has an adhesive layer formed on both sides, and a masking film is formed on the adhesive layer on one side of the adhesive layer, the continuous manufacturing method of the fuel cell membrane electrode assembly. 제3항에 있어서, The method of claim 3, 상기 접착제층은 플루오르가 함유된 실리콘 접착제인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The adhesive layer is a continuous manufacturing method of a membrane-electrode assembly for a fuel cell, characterized in that the silicone adhesive containing fluorine. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 애노드 촉매층 또는 캐소드 촉매층 형성을 위한 조성물은 다중 스프레이 노즐에 의해 상기 전해질막에 도포되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The anode catalyst layer or the composition for forming the cathode catalyst layer is a continuous manufacturing method of the membrane-electrode assembly for a fuel cell, characterized in that applied to the electrolyte membrane by multiple spray nozzles. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 애노드 촉매층 형성을 위한 조성물은 전극 촉매, 프로톤 전도성 아이오노머 및 용매를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The composition for forming the anode catalyst layer is a continuous production method of a membrane-electrode assembly for a fuel cell comprising an electrode catalyst, a proton conductive ionomer and a solvent. 제6항에 있어서, The method of claim 6, 상기 애노드 촉매층 형성을 위한 조성물에 포함되는 촉매는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-전이금속 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The catalyst included in the composition for forming the anode catalyst layer is a fuel cell, characterized in that selected from the group consisting of platinum, ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy and platinum-transition metal alloy. Continuous production method of membrane-electrode assembly. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 캐소드 촉매층 형성용을 위한 조성물은 전극 촉매, 프로톤 전도성 아이오노머 및 용매를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The composition for forming the cathode catalyst layer is a continuous production method of a membrane-electrode assembly for a fuel cell, characterized in that it comprises an electrode catalyst, a proton conductive ionomer and a solvent. 제8항에 있어서, The method of claim 8, 상기 캐소드 촉매층 형성을 위한 조성물에 포함되는 촉매는 백금 또는 백금-전이금속 합금인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. The catalyst included in the composition for forming the cathode catalyst layer is a continuous manufacturing method of the membrane-electrode assembly for a fuel cell, characterized in that the platinum or platinum-transition metal alloy. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 액상 실링제는 실리콘계 실링제, 부틸 고무계(Butyl Rubber) 실링제, 폴리설파이드계(Poly sulfide) 실링제, 아크릴계 실링제, 에폭시계 실링제 및 불소고무계 실링제로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. Liquid sealing agent is a fuel characterized in that selected from the group consisting of silicone sealant, butyl rubber sealant, poly sulfide sealant, acrylic sealant, epoxy sealant and fluororubber sealant Continuous manufacturing method of a battery-electrode assembly for batteries. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 촉매층들의 건조는 광원을 이용하거나 고온의 공기를 이용하여 실시되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속제조방법. Drying of the catalyst layers is a continuous manufacturing method of a membrane-electrode assembly for a fuel cell, characterized in that carried out using a light source or a high temperature air. 전해질막, 상기 전해질막 양면에 형성된 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층, 상기 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층에 형성되는 기체확산층, 그리고 기밀 유지를 위하여 전해질막 양면의 촉매층이 형성되지 않는 영역에 형성되는 가스켓을 포함하는 막-전극 접합체를 연속적으로 제조하기 위한 연료전지용 막-전극 접합체의 연속 제조장치에 있어서, A membrane comprising an electrolyte membrane, an anode catalyst layer and a cathode catalyst layer formed on both sides of the electrolyte membrane, a gas diffusion layer formed on the anode catalyst layer and a cathode catalyst layer, and a gasket formed in a region where the catalyst layers on both sides of the electrolyte membrane are not formed for airtight retention. In the continuous manufacturing apparatus of the membrane-electrode assembly for fuel cell for continuously manufacturing the electrode assembly, 상기 전해질막을 연속 공급하는 전해질막 공급장치;An electrolyte membrane supply device for continuously supplying the electrolyte membrane; 상기 가스켓을 연속 공급하는 제1 및 제2 가스켓 공급장치;First and second gasket supply devices for continuously supplying the gasket; 상기 기체확산층을 연속 공급하는 제1 및 제2 기체확산층 공급장치; First and second gas diffusion layer supply devices for continuously supplying the gas diffusion layer; 상기 전해질막 공급장치로부터 전해질막을 공급 받고, 상기 전해질막을 사이에 두고 상기 제1 및 제2 가스켓 공급장치로부터 가스켓을 공급 받아, 상기 가스켓들을 상기 전해질막 양면에 접합시키는 롤 압착기;A roll press for receiving an electrolyte membrane from the electrolyte membrane supply device, receiving a gasket from the first and second gasket supply devices with the electrolyte membrane therebetween, and bonding the gaskets to both surfaces of the electrolyte membrane; 상기 롤 압착기로부터 전달 받은 가스켓이 접합된 전해질막의 일면에 상기 애노드 또는 캐소드 촉매층 중 하나의 촉매층을 형성하기 위한 하나 또는 둘 이상의 제1 촉매층 형성용 스프레이 노즐;A spray nozzle for forming one or more first catalyst layers for forming one catalyst layer of the anode or cathode catalyst layer on one surface of the electrolyte membrane to which the gasket received from the roll compactor is bonded; 상기 제1 촉매층 형성용 스프레이 노즐로부터 상기 전해질막의 일면에 도포된 제1 촉매층 형성용 조성물을 건조시키기 위한 제1 건조기;A first dryer for drying the first catalyst layer forming composition applied to one surface of the electrolyte membrane from the spray nozzle for forming the first catalyst layer; 상기 전해질막의 촉매층이 형성되지 않은 면에 먼저 형성된 촉매층과 상이한 촉매층을 형성하기 위한 하나 또는 둘 이상의 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐;A spray nozzle for forming one or two or more second catalyst layers for forming a catalyst layer different from the catalyst layer formed first on a surface where the catalyst layer of the electrolyte membrane is not formed; 상기 애노드 촉매층 및 캐소드 촉매층 위에 기체확산층 공급장치로부터 공급된 기체확산층들을 접착제를 이용하여 접착시키는 제1 및 제2 기체확산층 접착장치; First and second gas diffusion layer bonding apparatuses for bonding the gas diffusion layers supplied from the gas diffusion layer supply apparatus onto the anode catalyst layer and the cathode catalyst layer using an adhesive; 상기 제2 촉매층 형성용 스프레이 노즐로부터 상기 전해질막의 일면에 도포된 제2 촉매층 형성용 조성물을 건조시키고 상기 접착제를 경화시키기 위한 제2 건조기; 및 A second dryer for drying the second catalyst layer forming composition applied to one surface of the electrolyte membrane from the second catalyst layer forming spray nozzle and curing the adhesive; And 상기 촉매층들, 기체확산층들 및 가스켓들이 전해질막에 접착되어 형성된 접합체를 미리 정해진 크기로 절단하는 절단기;를 포함하는 연료전지용 막-전극 접합체의 연속 제조장치. And a cutter for cutting the bonded body formed by adhering the catalyst layers, the gas diffusion layers, and the gaskets to the electrolyte membrane to a predetermined size. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제1 및 제2 건조기는 광원을 이용하거나 고온의 공기를 이용하여 건조 공정을 수행하는 것을 특징으로 하는 막-전극 접합체의 연속 제조장치. The first and the second dryer is a continuous manufacturing apparatus of the membrane-electrode assembly, characterized in that for performing a drying process using a light source or a high temperature air. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제1 및 제2 기체확산층 접착장치는 기체확산층들을 액상 실리콘을 이용하여 접착시키기 위한 액상 실리콘 주입기를 포함하는 것을 특징으로 하는 막-전극 접합체의 연속 제조장치. The first and second gas diffusion layer bonding apparatus includes a liquid silicon injector for bonding the gas diffusion layers using liquid silicon.
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