KR20080045461A - Polymer electrolyte membrane for fuel cell, membrane-electrode assembly comprising for fuel cell and fuel cell system comprising same - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 연료 전지용 고분자 전해질 막을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing a polymer electrolyte membrane for a fuel cell of the present invention.
도 2는 본 발명의 연료 전지 시스템의 구조를 개략적으로 나타낸 도면.2 schematically illustrates the structure of a fuel cell system of the present invention;
[산업상 이용 분야][Industrial use]
본 발명은 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 연료의 크로스오버를 방지하면서, 이온 전도성이 우수하여 고출력 및 고효율 전지를 제공할 수 있는 연료 전지용 막-전극 어셈블리 및 이를 포함하는 연료 전지 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a fuel cell membrane-electrode assembly and a fuel cell system including the same, and more particularly to a fuel cell membrane capable of providing a high output and high efficiency cell with excellent ion conductivity while preventing crossover of fuel. An electrode assembly and a fuel cell system including the same.
[종래 기술][Prior art]
연료 전지(Fuel cell)는 메탄올, 에탄올, 천연기체와 같은 탄화수소 계열의 물질 내에 함유되어 있는 수소와 산소의 화학 반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 발전 시스템이다. 이러한 연료 전지는 화석 에너지를 대체할 수 있는 청정 에너지원으로서, 단위 전지의 적층에 의한 스택 구성으로 다양한 범위의 출력을 낼 수 있는 장점을 갖고 있으며, 소형 리튬 전지에 비하여 4-10배의 에너지 밀도를 나타내기 때문에 소형 및 이동용 휴대전원으로 주목받고 있다. A fuel cell is a power generation system that directly converts the chemical reaction energy of hydrogen and oxygen contained in hydrocarbon-based materials such as methanol, ethanol and natural gas into electrical energy. This fuel cell is a clean energy source that can replace fossil energy, and has the advantage of generating a wide range of outputs by stacking unit cells, and having an energy density of 4-10 times that of a small lithium battery. It is attracting attention as a compact and mobile portable power source.
연료 전지의 대표적인 예로는 고분자 전해질형 연료 전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 직접 산화형 연료 전지(Direct Oxidation Fuel Cell)를 들 수 있다. 상기 직접 산화형 연료 전지에서 연료로 메탄올을 사용하는 경우는 직접 메탄올 연료 전지(DMFC: Direct Methanol Fuel Cell)라 한다. Representative examples of the fuel cell include a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC) and a direct oxidation fuel cell (Direct Oxidation Fuel Cell). When methanol is used as a fuel in the direct oxidation fuel cell, it is called a direct methanol fuel cell (DMFC).
상기 고분자 전해질형 연료 전지는 에너지 밀도가 크고, 출력이 높다는 장점을 가지고 있으나, 수소 가스의 취급에 주의를 요하고 연료가스인 수소를 생산하기 위하여 메탄이나 메탄올 및 천연 가스 등을 개질하기 위한 연료 개질 장치 등의 부대 설비를 필요로 하는 문제점이 있다.The polymer electrolyte fuel cell has an advantage of having a high energy density and a high output, but requires attention to handling hydrogen gas and reforms fuel for reforming methane, methanol, natural gas, etc. to produce hydrogen as fuel gas. There is a problem that requires additional equipment such as a device.
이에 반해 직접 산화형 연료 전지는 반응속도가 느려서 고분자 전해질형 연료 전지에 비해 에너지 밀도가 낮고, 출력이 낮으며, 많은 양의 전극 촉매를 사용하여야 하나, 액체 상태인 연료의 취급이 용이하고 운전 온도가 낮으며 특히 연료 개질 장치를 필요하지 않는다는 장점이 있다.On the other hand, the direct oxidation fuel cell has a slower reaction rate and has a lower energy density, a lower output, and a larger amount of electrode catalyst than the polymer electrolyte fuel cell. However, the liquid fuel is easy to handle and the operating temperature is high. Has the advantage of being low and in particular not requiring a fuel reformer.
본 발명의 목적은 이온 전도성이 우수하고, 연료의 크로스오버를 방지할 수 있는 연료 전지용 고분자 전해질 막을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a polymer electrolyte membrane for a fuel cell that is excellent in ion conductivity and can prevent crossover of fuel.
본 발명의 다른 목적은 상기 고분자 전해질 막을 포함하며, 전해질 막과 전 극의 계면 특성이 우수한 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a fuel cell membrane-electrode assembly including the polymer electrolyte membrane and having excellent interfacial properties between the electrolyte membrane and the electrode.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 막-전극 어셈블리를 포함하여 고출력 및 고효율을 나타낼 수 있는 연료 전지 시스템을 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a fuel cell system including the membrane-electrode assembly which can exhibit high power and high efficiency.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 이오노머가 충진된 다공성 고분자 매트릭스 및 상기 다공성 고분자 매트릭스 양면에 형성된 탄화수소계 이오노머층을 포함하는 연료 전지용 고분자 전해질 막을 포함한다.In order to achieve the above object, the present invention includes a polymer electrolyte membrane for a fuel cell comprising a porous polymer matrix filled with an ionomer and a hydrocarbon-based ionomer layer formed on both sides of the porous polymer matrix.
본 발명은 또한 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극 및 캐소드 전극, 및 이 애노드 전극 및 캐소드 전극 사이에 위치하는 상기 고분자 전해질 막을 포함하는 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제공한다.The present invention also provides an anode electrode and a cathode electrode positioned opposite each other, and a membrane-electrode assembly for a fuel cell comprising the polymer electrolyte membrane positioned between the anode electrode and the cathode electrode.
본 발명은 또한 상기 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터를 적어도 하나 이상 포함하는 전기 발생부, 연료 공급부 및 산화제 공급부를 포함하는 연료 전지 시스템을 제공한다. 상기 전기 발생부는 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 발생시키는 역할을 하며, 상기 연료 공급부는 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 하며, 상기 산화제 공급부는 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 한다.The present invention also provides a fuel cell system including an electric generator, a fuel supply, and an oxidant supply including at least one of the membrane-electrode assembly and the separator. The electricity generation unit serves to generate electricity through an oxidation reaction of a fuel and a reduction reaction of an oxidant, the fuel supply unit serves to supply fuel to the electricity generation unit, and the oxidant supply unit supplies an oxidant to the electricity generation unit. It plays a role.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은 연료 전지용 고분자 전해질 막에 관한 것으로서, 이 고분자 전해질 막은 이오노머가 충진된 다공성 고분자 매트릭스 및 이 다공성 고분자 매트릭스 양면에 형성된 탄화수소계 이오노머를 포함한다. The present invention relates to a polymer electrolyte membrane for a fuel cell, wherein the polymer electrolyte membrane includes a porous polymer matrix filled with an ionomer and a hydrocarbon-based ionomer formed on both sides of the porous polymer matrix.
상기 다공성 고분자 매트릭스는 치수 안정성이 우수한 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 고밀도폴리에틸렌, 폴리이미드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 고분자가 바람직하다.The porous polymer matrix is preferably a polymer selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, high density polyethylene, polyimide, and combinations thereof having excellent dimensional stability.
상기 다공성 고분자 매트릭스는 치수 안정성이 우수하여 전극 및 고분자 전해질 막의 계면 물성을 안정적으로 유지할 수 있다.The porous polymer matrix has excellent dimensional stability and can stably maintain interfacial properties of an electrode and a polymer electrolyte membrane.
상기 다공성 고분자 매트릭스의 두께는 20 내지 150㎛이 바람직하며, 30 내지 100㎛이 더욱 바람직하다. 상기 다공성 고분자 매트릭스의 두께가 20㎛보다 얇으면 기계적 강도에 문제가 있고, 150㎛보다 두꺼우면 이오노머 충진이 어려워 바람직하지 않다. The thickness of the porous polymer matrix is preferably 20 to 150 μm, more preferably 30 to 100 μm. When the thickness of the porous polymer matrix is thinner than 20 μm, there is a problem in mechanical strength, and when the thickness of the porous polymer matrix is thicker than 150 μm, ionomer filling is difficult, which is not preferable.
상기 다공성 고분자 매트릭스의 다공도는 40 내지 80%가 바람직하며, 55 내지 75%가 더욱 바람직하다. 상기 다공성 고분자 매트릭스의 다공도가 40% 보다 낮을 경우는 이오노머 충진도가 낮아져 이온전도성이 낮아질 우려가 있으며 80% 보다 높은 기공도를 가질 때는 스웰링에 대한 치수 안정성이 낮아져 바람직하지 않다. The porosity of the porous polymer matrix is preferably 40 to 80%, more preferably 55 to 75%. When the porosity of the porous polymer matrix is lower than 40%, there is a concern that the ionomer filling degree is lowered and the ion conductivity is lowered. When the porosity is higher than 80%, dimensional stability against swelling is not preferable.
상기 다공성 고분자 매트릭스에 충진되는 이오노머의 양은 매트릭스의 기공도에 의해 좌우되며, 바람직하게는 매트릭스 기공에 모두, 즉 기공에 100% 충진되는 것이 바람직하며 최소한 80%의 충진율을 가져야 이온전도도의 저하를 방지할 수 있다. The amount of ionomer filled in the porous polymer matrix depends on the porosity of the matrix. Preferably, all of the matrix pores, i.e., 100% of the pores, are filled at least and have a filling rate of at least 80% to prevent deterioration of ion conductivity. can do.
상기 다공성 고분자 매트릭스에 충진된 이오노머로는 수소 이온 전도성 고분자는 어떠한 것도 사용할 수 있다.As the ionomer filled in the porous polymer matrix, any hydrogen ion conductive polymer may be used.
그 대표적인 예로는 측쇄에 술폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 양이온 교환기, 즉 수소 이온 전도성기를 갖고 있는 고분자 수지는 모두 사용할 수 있다. As a representative example thereof, all polymer resins having a cation exchange group selected from the group consisting of sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, phosphoric acid groups, phosphonic acid groups and derivatives thereof in the side chain, that is, hydrogen ion conductive groups can be used.
그 예로는 탄화수소계 고분자, 플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌술파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤계 고분자 또는 폴리페닐퀴녹살린계 고분자 중에서 선택되는 1종 이상의 수소 이온 전도성 고분자를 포함할 수 있다.Examples thereof include hydrocarbon polymer, fluorine polymer, benzimidazole polymer, polyimide polymer, polyetherimide polymer, polyphenylene sulfide polymer, polysulfone polymer, polyether sulfone polymer, polyether ketone It may include at least one hydrogen ion conductive polymer selected from a polymer, a polyether-etherketone-based polymer or a polyphenylquinoxaline-based polymer.
탄화수소계 고분자로는 수소 이온 전도성기를 갖고, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리아크릴산 계열 이오노머, 폴리아릴렌에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 들 수 있다.Examples of the hydrocarbon polymer include a hydrogen ion conductive group, and a material selected from the group consisting of polyether ether ketone, polypropylene oxide, polyacrylic acid-based ionomer, polyarylene ether, and combinations thereof.
또한 이외에 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸(poly(2,2'-(m-phenylene)-5,5'-bibenzimidazole) 또는 폴리(2,5-벤즈이미다졸) 중에서 선택되는 1종 이상의 수소 이온 전도성 고분자를 포함하는 것을 사용할 수 있다. In addition, poly (perfluorosulfonic acid), poly (perfluorocarboxylic acid), copolymers of tetrafluoroethylene and fluorovinyl ether containing sulfonic acid groups, defluorinated sulfide polyether ketones, aryl ketones, poly ( 2,2'-m-phenylene) -5,5'-bibenzimidazole (poly (2,2 '-(m-phenylene) -5,5'-bibenzimidazole) or poly (2,5-benzimidol) And one or more hydrogen ion conductive polymers selected from the group consisting of
상기 수소 이온 전도성 고분자는 측쇄 말단의 이온 교환기에서 H를 Na, K, Li, Cs 또는 테트라부틸암모늄으로 치환할 수도 있다. 측쇄 말단의 이온 교환기에서 H를 Na으로 치환하는 경우에는 촉매 조성물 제조시 NaOH를, 테트라부틸암모늄으로 치환하는 경우에는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드를 사용하여 치환하며, K, Li 또는 Cs도 적절한 화합물을 사용하여 치환할 수 있다. 이 치환 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.The hydrogen ion conductive polymer may replace H with Na, K, Li, Cs or tetrabutylammonium in an ion exchange group at the side chain end. In case of replacing H with Na in the side chain terminal ion exchanger, NaOH is substituted for the preparation of the catalyst composition, and tetrabutylammonium hydroxide is substituted for tetrabutylammonium, and K, Li or Cs may be substituted with appropriate compounds. It can be substituted using. Since this substitution method is well known in the art, detailed description thereof will be omitted.
이때, 상기 고분자 매트릭스에 충진되는 이오노머로 탄화수소계 고분자를 사용하는 것이 고분자 매트릭스에 형성되는 탄화수소계 이오노머층과 혼화성 및 접착성이 우수하므로 바람직하다.In this case, it is preferable to use a hydrocarbon-based polymer as the ionomer filled in the polymer matrix because it is excellent in compatibility and adhesiveness with the hydrocarbon-based ionomer layer formed in the polymer matrix.
상기 탄화수소계 이오노머 층은 수소 이온 전도성기, 즉 양이온 교환기를 갖고, 폴리에테르에테르케톤, 폴리프로필렌 옥사이드, 폴리아크릴산 계열 이오노머, 폴리아릴렌에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 물질을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 수소 이온 전도성기로는 술폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 것을 들 수 있다. 바람직한 탄화수소계 이오노머는 술폰화된 폴리에테르에테르케톤, 술폰화된 폴리프로필렌 옥사이드, 술폰화된 폴리아크릴산 계열 이오노머, 술폰화된 폴리아릴렌에테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것이 바람직하다. The hydrocarbon-based ionomer layer has a hydrogen ion conductive group, that is, a cation exchange group, and includes a material selected from the group consisting of polyether ether ketone, polypropylene oxide, polyacrylic acid-based ionomer, polyarylene ether, and combinations thereof. desirable. Examples of the hydrogen ion conductive group include those selected from the group consisting of sulfonic acid groups, carboxylic acid groups, phosphoric acid groups, phosphonic acid groups, and derivatives thereof. Preferred hydrocarbon-based ionomers are preferably selected from the group consisting of sulfonated polyetheretherketones, sulfonated polypropylene oxides, sulfonated polyacrylic acid series ionomers, sulfonated polyarylene ethers, and combinations thereof.
이러한 탄화수소계 이오노머층은 종래 불소계 이오노머에 비하여 알콜 수용액과 접촉시 작은 크기의 이온 클러스터를 형성시키므로, 수소 이온의 수용을 촉진시킬 수 있다.The hydrocarbon-based ionomer layer forms smaller ion clusters in contact with an aqueous alcohol solution than conventional fluorine-based ionomers, thereby facilitating the reception of hydrogen ions.
상기 탄화수소계 이오노머층의 두께는 5 내지 30㎛가 바람직하며, 10 내지 20㎛가 더욱 바람직하다. 상기 탄화수소계 이오노머층의 두께가 5㎛ 보다 얇으면 촉매층과의 계면 탈리가 쉽게 일어날수 있으며, 30㎛보다 두꺼우면 다공성 고분자 매트릭스와의 스웰링에 대한 팽창율의 큰 차이로 탈리의 문제가 있어 바람직하지 않다. 5-30 micrometers is preferable and, as for the thickness of the said hydrocarbon type ionomer layer, 10-20 micrometers is more preferable. If the thickness of the hydrocarbon-based ionomer layer is thinner than 5 μm, interfacial desorption with the catalyst layer may easily occur. If the thickness of the hydrocarbon-based ionomer layer is larger than 30 μm, there is a problem of desorption due to a large difference in expansion ratio for swelling with the porous polymer matrix. not.
도 1에 다공성 고분자 지지체(22) 및 이 고분자 지지체(22)의 양면에 형성된 탄화수소계 이오노머층(24)를 포함하는 본 발명의 고분자 전해질 막(20)을 나타내었다. 도 1에 다공성 고분자 지지체(22)에 형성된 기공을 도식화하여 통로와 같은 형태로 나타내었으나, 모든 기공이 동일한 기공 직경을 갖는 것은 아니며, 0.5 내지 1㎛의 평균 기공 크기를 갖는다.1 shows a
이러한 본 발명의 고분자 전해질 막을 포함하는 막-전극 어셈블리는 고분자 전해질 막의 양면에 위치하는 애노드 전극과 캐소드 전극을 포함한다. The membrane-electrode assembly including the polymer electrolyte membrane of the present invention includes an anode electrode and a cathode electrode located on both sides of the polymer electrolyte membrane.
상기 애노드 전극 및 캐소드 전극은 전극 기재와 이 전극 기재에 형성된 촉매층을 포함한다.The anode electrode and the cathode electrode include an electrode substrate and a catalyst layer formed on the electrode substrate.
상기 촉매로는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-M 합금(M은 Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Mo, W, Rh, Ru 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 전이 금속)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 촉매를 포함하는 것이 바람직하다. 구체적인 예로는 Pt, Pt/Ru, Pt/W, Pt/Ni, Pt/Sn, Pt/Mo, Pt/Pd, Pt/Fe, Pt/Cr, Pt/Co, Pt/Ru/W, Pt/Ru/Mo, Pt/Ru/V, Pt/Fe/Co, Pt/Ru/Rh/Ni 및 Pt/Ru/Sn/W으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있다.The catalyst is platinum, ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy and platinum-M alloy (M is Ga, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Sn, Mo, W, Rh, Ru and a transition metal selected from the group consisting of a combination thereof) preferably comprises at least one catalyst selected from the group consisting of. Specific examples include Pt, Pt / Ru, Pt / W, Pt / Ni, Pt / Sn, Pt / Mo, Pt / Pd, Pt / Fe, Pt / Cr, Pt / Co, Pt / Ru / W, Pt / Ru Or at least one selected from the group consisting of / Mo, Pt / Ru / V, Pt / Fe / Co, Pt / Ru / Rh / Ni, and Pt / Ru / Sn / W.
또한 이러한 금속 촉매는 금속 촉매 자체(black)로 사용할 수도 있고, 담체에 담지시켜 사용할 수도 있다. 이 담체로는 흑연, 덴카 블랙, 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 카본 나노 튜브, 카본 나노 파이버, 카본 나노 와이어, 카본 나노 볼 또 는 활성 탄소 등의 탄소계 물질을 사용할 수도 있고, 또는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타니아 등의 무기물 미립자를 사용할 수도 있으나, 일반적으로 탄소계 물질이 사용되고 있다. In addition, such a metal catalyst may be used as the metal catalyst (black) itself, or may be supported on a carrier. As the carrier, carbonaceous materials such as graphite, denka black, ketjen black, acetylene black, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanowire, carbon nanoball or activated carbon may be used, or alumina, silica, zirconia Inorganic fine particles such as titania and the like may be used, but carbon-based materials are generally used.
상기 촉매층은 또한 촉매층의 접착력 향상 및 수소 이온의 전달을 위하여 바인더 수지를 더 포함할 수도 있다. The catalyst layer may further include a binder resin for improving the adhesion of the catalyst layer and the transfer of hydrogen ions.
상기 바인더 수지로는 수소 이온 전도성을 갖는 고분자 수지를 사용하는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 측쇄에 술폰산기, 카르복실산기, 인산기, 포스포닌산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 양이온 교환기를 갖고 있는 고분자 수지는 모두 사용할 수 있다. 바람직하게는 플루오르계 고분자, 벤즈이미다졸계 고분자, 폴리이미드계 고분자, 폴리에테르이미드계 고분자, 폴리페닐렌술파이드계 고분자, 폴리술폰계 고분자, 폴리에테르술폰계 고분자, 폴리에테르케톤계 고분자, 폴리에테르-에테르케톤계 고분자 또는 폴리페닐퀴녹살린계 고분자 중에서 선택되는 1종 이상의 수소 이온 전도성 고분자를 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리(퍼플루오로술폰산), 폴리(퍼플루오로카르복실산), 술폰산기를 포함하는 테트라플루오로에틸렌과 플루오로비닐에테르의 공중합체, 탈불소화된 황화 폴리에테르케톤, 아릴 케톤, 폴리(2,2'-m-페닐렌)-5,5'-바이벤즈이미다졸(poly(2,2'-(m-phenylene)-5,5'-bibenzimidazole) 또는 폴리(2,5-벤즈이미다졸) 중에서 선택되는 1종 이상의 수소 이온 전도성 고분자를 포함하는 것을 사용할 수 있다. It is preferable to use a polymer resin having hydrogen ion conductivity as the binder resin, more preferably a cation exchange group selected from the group consisting of sulfonic acid group, carboxylic acid group, phosphoric acid group, phosphonic acid group and derivatives thereof in the side chain. Any polymer resin which has can be used. Preferably, a fluorine polymer, a benzimidazole polymer, a polyimide polymer, a polyetherimide polymer, a polyphenylene sulfide polymer, a polysulfone polymer, a polyether sulfone polymer, a polyether ketone polymer, a polyether One or more hydrogen ion conductive polymers selected from ether ketone polymers or polyphenylquinoxaline polymers, more preferably poly (perfluorosulfonic acid), poly (perfluorocarboxylic acid), Copolymers of tetrafluoroethylene with fluorovinyl ethers containing sulfonic acid groups, defluorinated sulfided polyether ketones, aryl ketones, poly (2,2'-m-phenylene) -5,5'-bibenzimidazole One containing at least one hydrogen ion conductive polymer selected from (poly (2,2 '-(m-phenylene) -5,5'-bibenzimidazole) or poly (2,5-benzimidazole) may be used.
상기 수소 이온 전도성 고분자는 측쇄 말단의 이온 교환기에서 H를 Na, K, Li, Cs 또는 테트라부틸암모늄으로 치환할 수도 있다. 측쇄 말단의 이온 교환기에 서 H를 Na으로 치환하는 경우에는 촉매 조성물 제조시 NaOH를, 테트라부틸암모늄으로 치환하는 경우에는 테트라부틸암모늄 하이드록사이드를 사용하여 치환하며, K, Li 또는 Cs도 적절한 화합물을 사용하여 치환할 수 있다. 이 치환 방법은 당해 분야에 널리 알려진 내용이므로 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.The hydrogen ion conductive polymer may replace H with Na, K, Li, Cs or tetrabutylammonium in an ion exchange group at the side chain end. In case of replacing H with Na in the side chain terminal ion exchanger, NaOH is substituted during the preparation of the catalyst composition, and tetrabutylammonium hydroxide is substituted with tetrabutylammonium, and K, Li or Cs are also suitable compounds. It can be substituted using. Since this substitution method is well known in the art, detailed description thereof will be omitted.
상기 바인더 수지는 단일물 또는 혼합물 형태로 사용가능하며, 또한 선택적으로 고분자 전해질 막과의 접착력을 보다 향상시킬 목적으로 비전도성 고분자와 함께 사용될 수도 있다. 그 사용량은 사용 목적에 적합하도록 조절하여 사용하는 것이 바람직하다.The binder resin may be used in the form of a single substance or a mixture, and may also be optionally used with a nonconductive polymer for the purpose of further improving adhesion to the polymer electrolyte membrane. It is preferable to adjust the usage-amount so that it may be suitable for a purpose of use.
상기 비전도성 고분자로는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 테트라 플루오로에틸렌-헥사플루오르프로필렌 공중합체(FEP), 테트라플루오로에틸렌- 퍼플루오로 알킬비닐에테르 공중합체(PFA), 에틸렌/테트라플루오로에틸렌 (ethylene/tetrafluoroethylene(ETFE)), 에틸렌클로로트리플루오로-에틸렌 공중합체(ECTFE), 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌의 코폴리머(PVdF-HFP), 도데실벤젠술폰산 및 소르비톨(Sorbitol)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 것이 바람직하다.Examples of the nonconductive polymer include polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoro alkylvinyl ether copolymer (PFA), and ethylene / tetrafluoro Ethylene / tetrafluoroethylene (ETFE), ethylenechlorotrifluoro-ethylene copolymer (ECTFE), polyvinylidene fluoride, copolymer of polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP), dode At least one selected from the group consisting of silbenzenesulfonic acid and sorbitol is preferred.
상기 전극 기재는 전극을 지지하는 역할을 하면서 촉매층으로 연료 및 산화제를 확산시켜 촉매층으로 연료 및 산화제가 쉽게 접근할 수 있는 역할을 한다. 상기 전극 기재로는 도전성 기재를 사용하며 그 대표적인 예로 탄소 페이퍼(carbon paper), 탄소 천(carbon cloth), 탄소 펠트(carbon felt) 또는 금속천((섬유 상태의 금속천으로 구성된 다공성의 필름 또는 고분자 섬유로 형성된 천의 표면에 금속 필름이 형성된 것(metalized polymer fiber)을 말함)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. The electrode substrate plays a role of supporting the electrode and diffuses the fuel and the oxidant to the catalyst layer, thereby serving to easily access the fuel and the oxidant to the catalyst layer. A conductive substrate is used as the electrode substrate, and representative examples thereof include carbon paper, carbon cloth, carbon felt, or metal cloth (porous film or polymer composed of metal cloth in a fibrous state). The metal film is formed on the surface of the fabric formed of fibers (referred to as metalized polymer fiber), but is not limited thereto.
또한 상기 전극 기재는 불소 계열 수지로 발수 처리한 것을 사용하는 것이 연료 전지의 구동시 발생되는 물에 의하여 반응물 확산 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있어 바람직하다. 상기 불소 계열 수지로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 플루오라이드, 폴리헥사플루오로프로필렌, 폴리퍼플루오로알킬비닐에테르, 폴리퍼플루오로술포닐플루오라이드알콕시비닐 에테르, 플루오리네이티드 에틸렌 프로필렌(Fluorinated ethylene propylene), 폴리클로로트리플루오로에틸렌 또는 이들의 코폴리머를 사용할 수 있다. In addition, it is preferable to use a water-repellent treatment with a fluorine-based resin as the electrode base material because it can prevent the reactant diffusion efficiency from being lowered by water generated when the fuel cell is driven. Examples of the fluorine-based resin include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, polyperfluoroalkyl vinyl ether, polyperfluorosulfonyl fluoride alkoxy vinyl ether, and fluorinated ethylene propylene ( Fluorinated ethylene propylene), polychlorotrifluoroethylene or copolymers thereof can be used.
또한, 상기 전극 기재에서의 반응물 확산 효과를 증진시키기 위한 미세 기공층(microporous layer)을 더욱 포함할 수도 있다. 이 미세 기공층은 일반적으로 입경이 작은 도전성 분말, 예를 들어 탄소 분말, 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 활성 탄소, 카본 파이버, 플러렌(fullerene), 카본 나노 튜브, 카본 나노 와이어, 카본 나노 혼(carbon nano-horn) 또는 카본 나노 링(carbon nano ring)을 포함할 수 있다. In addition, a microporous layer may be further included to enhance the reactant diffusion effect in the electrode substrate. These microporous layers are generally conductive powders having a small particle diameter, such as carbon powder, carbon black, acetylene black, activated carbon, carbon fiber, fullerene, carbon nanotubes, carbon nanowires, and carbon nanohorns. -horn or carbon nano ring.
상기 미세 기공층은 도전성 분말, 바인더 수지 및 용매를 포함하는 조성물을 상기 전극 기재에 코팅하여 제조된다. 상기 바인더 수지로는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리헥사플루오로프로필렌, 폴리퍼플루오로알킬비닐에테르, 폴리퍼플루오로술포닐플루오라이드, 알콕시비닐 에테르, 폴리비닐알코올, 셀룰로오스아세테이트 또는 이들의 코폴리머 등이 바람직하게 사용될 수 있 다. 상기 용매로는 에탄올, 이소프로필알코올, n-프로필알코올, 부틸알코올 등과 같은 알코올, 물, 디메틸아세트아마이드, 디메틸술폭사이드, N-메틸피롤리돈, 테트라하이드로퓨란 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 코팅 공정은 조성물의 점성에 따라 스크린 프린팅법, 스프레이 코팅법 또는 닥터 블레이드를 이용한 코팅법 등이 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.The microporous layer is prepared by coating a composition comprising a conductive powder, a binder resin and a solvent on the electrode substrate. The binder resin may be polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, polyperfluoroalkyl vinyl ether, polyperfluorosulfonyl fluoride, alkoxy vinyl ether, polyvinyl alcohol, cellulose acetate Or copolymers thereof and the like may be preferably used. As the solvent, alcohols such as ethanol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, butyl alcohol, water, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofuran, etc. may be preferably used. The coating process may be screen printing, spray coating, or coating using a doctor blade according to the viscosity of the composition, but is not limited thereto.
본 발명의 막-전극 어셈블리를 포함하는 연료 전지 시스템은 적어도 하나의 전기 발생부, 연료 공급부 및 산화제 공급부를 포함한다. 본 발명의 고분자 전해질 막은 탄화수소 연료를 사용하는 직접 산화형 연료 전지 시스템에 보다 적합하다.The fuel cell system including the membrane-electrode assembly of the present invention includes at least one electricity generator, a fuel supply and an oxidant supply. The polymer electrolyte membrane of the present invention is more suitable for a direct oxidation fuel cell system using a hydrocarbon fuel.
상기 전기 발생부는 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통하여 전기를 생성시키는 역할을 하며, 서로 대향하여 위치하는 애노드 전극과 캐소드 전극을 포함하고, 상기 애노드 전극과 상기 캐소드 전극 사이에 위치하는 고분자 전해질 막을 포함하는 막-전극 어셈블리 및 세퍼레이터(바이폴라 플레이트라고도 함)를 포함한다. The electricity generation unit serves to generate electricity through an oxidation reaction of a fuel and a reduction reaction of an oxidant, and includes an anode electrode and a cathode electrode disposed to face each other, and a polymer electrolyte positioned between the anode electrode and the cathode electrode. A membrane-electrode assembly comprising a membrane and a separator (also called a bipolar plate).
상기 연료 공급부는 연료를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 한다. 본 발명에서, 연료로는 기체 또는 액체 상태의 수소 또는 탄화수소 연료를 포함할 수 있으며, 본 발명의 고분자 전해질 막이 탄화수소 연료를 사용하는 직접 산화형 연료 전지에 보다 적합하므로, 연료로는 탄화수소 연료를 사용하는 것이 본 발명의 효과를 보다 극대화할 수 있다. 상기 탄화수소 연료의 대표적인 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 또는 천연 가스를 들 수 있다. The fuel supply unit serves to supply fuel to the electricity generator. In the present invention, the fuel may include hydrogen or hydrocarbon fuel in gaseous or liquid state, and since the polymer electrolyte membrane of the present invention is more suitable for a direct oxidation fuel cell using a hydrocarbon fuel, a hydrocarbon fuel is used as the fuel. Doing so can maximize the effect of the present invention more. Representative examples of the hydrocarbon fuel include methanol, ethanol, propanol, butanol or natural gas.
상기 산화제 공급부는 산소 또는 공기와 같은 산화제를 상기 전기 발생부로 공급하는 역할을 한다.The oxidant supply unit serves to supply an oxidant such as oxygen or air to the electricity generator.
본 발명의 연료 전지 시스템의 개략적인 구조를 도 2에 나타내었으며, 이를 참조로 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 도 2에 나타낸 구조는 연료 및 산화제를 펌프를 사용하여 전기 발생부로 공급하는 시스템을 나타내었으나, 본 발명의 연료 전지 시스템이 이러한 구조에 한정되는 것은 아니며, 펌프를 사용하지 않는 확산 방식을 이용하는 연료 전지 시스템 구조에 사용할 수도 있음은 당연한 일이다.A schematic structure of the fuel cell system of the present invention is shown in FIG. 2, which will be described in more detail with reference to the following. Although the structure shown in FIG. 2 shows a system for supplying fuel and oxidant to an electric generator using a pump, the fuel cell system of the present invention is not limited to such a structure, and a fuel cell using a diffusion method without using a pump is shown. Of course, it can also be used for system architecture.
본 발명의 연료 전지 시스템(1)은 연료의 산화 반응과 산화제의 환원 반응을 통해 전기 에너지를 발생시키는 적어도 하나의 전기 발생부(3)와, 상기한 연료를 공급하는 연료 공급부(5)와, 산화제를 상기 전기 발생부(3)로 공급하는 산화제 공급부(7)를 포함하여 구성된다.The
또한 상기 연료를 공급하는 연료 공급부(5)는 연료를 저장하는 연료 탱크(9), 연료 탱크(9)에 연결 설치되는 연료 펌프(11)를 구비할 수 있다. 상기한 연료 펌프(11)는 소정의 펌핑력에 의해 연료 탱크(9)에 저장된 연료를 배출시키는 기능을 하게 된다.In addition, the fuel supply unit 5 for supplying the fuel may include a
상기 전기 발생부(3)로 산화제를 공급하는 산화제 공급부(7)는 소정의 펌핑력으로 산화제를 흡입하는 적어도 하나의 산화제 펌프(13)를 구비한다.The
상기 전기 발생부(3)는 연료와 산화제를 산화 및 환원 반응시키는 막-전극 어셈블리(17)와 이 막-전극 어셈블리의 양측에 연료와 산화제를 공급하기 위한 세 퍼레이터(19,19')로 구성되며, 이러한 전기 발생부(3)가 적어도 하나 모여 스택(15)을 구성한다. The
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, preferred examples and comparative examples of the present invention are described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention and the present invention is not limited to the following examples.
(실시예 1)(Example 1)
기공도 75%, 두께 60㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체에 N-메틸피롤리돈 용액에 용해시킨 50 중량% 농도의 폴리아릴렌 에테르 이오노머 용액을 가압충진하여 이오노머가 충진된 다공성 고분자 매트릭스를 제조하였다. 이어서, 이오노머가 충진된 다공성 고분자 매트릭스를 건조한 후, 스프레이 코터를 이용하여 다공성 고분자 매트릭스 표면에 폴리아릴렌 에테르 이오노머를 다시 20㎛의 두께로 코팅하여 고분자 전해질 막을 제조하였다. An ionomer-filled porous polymer matrix was prepared by press-filling a polyethylene terephthalate support having a porosity of 75% and a thickness of 60 μm in a polyarylene ether ionomer solution dissolved in an N-methylpyrrolidone solution. Subsequently, after drying the porous polymer matrix filled with the ionomer, a polyarylene ether ionomer was coated on the surface of the porous polymer matrix to a thickness of 20 μm again using a spray coater to prepare a polymer electrolyte membrane.
Pt-Ru 블랙(Johnson Matthey) 촉매 88 중량%와 바인더로 5 중량% 농도의 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.) 12 중량%를 포함하는 애노드 전극용 촉매 조성물 및 Pt 블랙(Johnson Matthey) 촉매 88 중량%와 바인더로 5 중량% 농도의 나피온/H2O/2-프로판올(Solution Technology Inc.) 12 중량%를 포함하는 캐소드 전극용 촉매 조성물을 탄소지 전극 기재에 각각 도포하여 애노드 전극 및 캐소드 전극을 제조하였다.Pt black and catalyst composition for anode electrodes comprising 88 wt% Pt-Ru black (Johnson Matthey) catalyst and 12 wt% Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) at a concentration of 5 wt% as a binder (Johnson Matthey) Applying a catalyst composition for cathode electrodes, each comprising a catalyst composition for cathode electrode comprising 88% by weight of catalyst and 12% by weight of Nafion / H 2 O / 2-propanol (Solution Technology Inc.) at a concentration of 5% by weight to a carbon paper electrode substrate. An anode electrode and a cathode electrode were prepared.
상기 고분자 전해질 막, 애노즈 전극 및 캐소드 전극을 이용하여 통상의 방 법으로 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제조하였다.Using the polymer electrolyte membrane, the anode electrode and the cathode electrode, a membrane-electrode assembly for a fuel cell was manufactured in a conventional manner.
(비교예 1)(Comparative Example 1)
Nafion 115(퍼플루오로설폰산) 고분자 전해질 막을 이용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 연료 전지용 막-전극 어셈블리를 제조하였다.A membrane-electrode assembly for a fuel cell was prepared in the same manner as in Example 1 except that the Nafion 115 (perfluorosulfonic acid) polymer electrolyte membrane was used.
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 제조된 막-전극 어셈블리를 이용하여 통상의 방법으로 연료 전지를 제조하고, 이 전지의 메탄올 투과도 및 수소 이온 전도도를 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.A fuel cell was manufactured by a conventional method using the membrane-electrode assembly prepared according to Example 1 and Comparative Example 1, and the methanol permeability and hydrogen ion conductivity of the cell were measured, and the results are shown in Table 1 below. .
상기 표 1에 나타낸 것과 같이, 실시예 1의 막-전극 어셈블리를 이용한 연료 전지가 비교예 1에 비하여 메탄올 투과도가 낮으므로 연료의 크로스오버를 감소시킬 수 있고, 또한 수소 이온 전도도는 높으므로 고출력 및 고효율 연료 전지 시스템을 제공할 수 있음을 알 수 있다.As shown in Table 1, since the fuel cell using the membrane-electrode assembly of Example 1 has a lower methanol permeability than that of Comparative Example 1, the crossover of the fuel can be reduced, and the hydrogen ion conductivity is high, so that It can be seen that a high efficiency fuel cell system can be provided.
(실시예 2)(Example 2)
기공도 75%, 두께 30㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that a polyethylene terephthalate support having a porosity of 75% and a thickness of 30 μm was used.
(실시예 3)(Example 3)
기공도 75%, 두께 100㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that a polyethylene terephthalate support having a porosity of 75% and a thickness of 100 μm was used.
(실시예 4)(Example 4)
기공도 75%, 두께 150㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that a polyethylene terephthalate support having a porosity of 75% and a thickness of 150 μm was used.
(실시예 5)(Example 5)
기공도 75%, 두께 20㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that a polyethylene terephthalate support having a porosity of 75% and a thickness of 20 μm was used.
상기 실시예 2 내지 5에 따라 제조된 막-전극 어셈블리를 이용하여 실시예 1과 동일하게 메탄올 투과도 및 수소 이온 전도도를 측정한 결과, 실시예 1과 유사하게 비교예 1보다 우수하게 나타났다. 아울러, 아울러, 실시예 2 및 3의 막-전극 어셈블리를 사용한 연료 전지에서 실시예 4 및 5보다 우수한 결과를 얻을 수 있었다. As a result of measuring the methanol permeability and hydrogen ion conductivity in the same manner as in Example 1 using the membrane-electrode assembly prepared according to Examples 2 to 5, it was superior to Comparative Example 1 similarly to Example 1. In addition, better results than those in Examples 4 and 5 were obtained in the fuel cell using the membrane-electrode assemblies of Examples 2 and 3.
(실시예 6)(Example 6)
기공도 55%, 두께 60㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.The same procedure as in Example 1 was carried out except that a polyethylene terephthalate support having a porosity of 55% and a thickness of 60 μm was used.
(실시예 7)(Example 7)
기공도 40%, 두께 150㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다.Except that the polyethylene terephthalate support having a porosity of 40% and a thickness of 150㎛ was used in the same manner as in Example 1.
(실시예 8)(Example 8)
기공도 80%, 두께 150㎛의 폴리에틸렌 테레프탈레이트 지지체를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 상기 실시예 6 내지 8에 따라 제조된 막-전극 어셈블리를 이용하여 실시예 1과 동일하게 메탄올 투과도 및 수소 이온 전도도를 측정한 결과, 실시예 1과 유사하게 비교예 1보다 우수하게 나타났다. 아울러, 아울러, 실시예 6의 막-전극 어셈블리를 사용한 연료 전지에서 실시예 7 및 8보다 우수한 결과를 얻을 수 있었다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that a polyethylene terephthalate support having a porosity of 80% and a thickness of 150 μm was used. As a result of measuring methanol permeability and hydrogen ion conductivity in the same manner as in Example 1 using the membrane-electrode assembly prepared according to Examples 6 to 8, it was shown to be superior to Comparative Example 1 similarly to Example 1. In addition, better results than those in Examples 7 and 8 were obtained in the fuel cell using the membrane-electrode assembly of Example 6.
(실시예 9)(Example 9)
다공성 고분자 매트릭스 표면에 폴리아릴렌 에테르 이오노머를 10㎛의 두께로 코팅한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that the polyarylene ether ionomer was coated on the surface of the porous polymer matrix to a thickness of 10 μm.
(실시예 10)(Example 10)
다공성 고분자 매트릭스 표면에 폴리아릴렌 에테르 이오노머를 5㎛의 두께로 코팅한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. A polyarylene ether ionomer was coated on the surface of the porous polymer matrix in the same manner as in Example 1 except that the polyarylene ether ionomer was coated with a thickness of 5 μm.
(실시예 11)(Example 11)
다공성 고분자 매트릭스 표면에 폴리아릴렌 에테르 이오노머를 30㎛의 두께로 코팅한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하였다. The same procedure as in Example 1 was carried out except that the polyarylene ether ionomer was coated with a thickness of 30 μm on the surface of the porous polymer matrix.
상기 실시예 9 내지 11에 따라 제조된 막-전극 어셈블리를 이용하여 실시예 1과 동일하게 메탄올 투과도 및 수소 이온 전도도를 측정한 결과, 실시예 1과 유사하게 비교예 1보다 우수하게 나타났다. 아울러, 실시예 9의 막-전극 어셈블리를 사용한 연료 전지에서 실시예 10 및 11보다 우수한 결과를 얻을 수 있었다.As a result of measuring the methanol permeability and the hydrogen ion conductivity in the same manner as in Example 1 using the membrane-electrode assembly prepared according to Examples 9 to 11, it was superior to Comparative Example 1 similarly to Example 1. In addition, better results than those in Examples 10 and 11 were obtained in the fuel cell using the membrane-electrode assembly of Example 9.
본 발명의 단순한 변형 또는 변경은 모두 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.All simple modifications or changes of the present invention can be easily carried out by those skilled in the art, and all such modifications or changes can be seen to be included in the scope of the present invention.
본 발명의 고분자 전해질 막은 치수 안정성이 우수하여 전극과 고분자 전해질 막의 계면 특성이 우수하며 또한 연료의 크로스오버를 감소시킬 수 있으며 이온 전도성이 우수하므로, 고출력 및 고효율 연료 전지 시스템을 구현할 수 있다.The polymer electrolyte membrane of the present invention has excellent dimensional stability, and thus has excellent interfacial properties between the electrode and the polymer electrolyte membrane, and can also reduce crossover of fuel and excellent ion conductivity, thereby realizing a high power and high efficiency fuel cell system.
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| KR (1) | KR20080045461A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170040018A (en) | 2015-10-02 | 2017-04-12 | 김성철 | manufacturing method of PTFE electrolyte membrane for fuel cell |
| WO2017175890A1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | (주)상아프론테크 | Composite electrolyte membrane for fuel cell, membrane-electrode assembly comprising same, fuel cell comprising same, and method for manufacturing composite electrolyte membrane for fuel cell, membrane-electrode assembly comprising same, and fuel cell comprising same |
| US10862139B2 (en) | 2017-06-19 | 2020-12-08 | Hyundai Motor Company | Membrane electrode assembly for fuel cells and method of manufacturing the membrane electrode assembly for fuel cells |
-
2006
- 2006-11-20 KR KR1020060114603A patent/KR20080045461A/en not_active IP Right Cessation
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