KR20120063574A - 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법 - Google Patents

고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법에 관한 것으로서, 3-레이어 막전극접합체의 제조 방식, 즉 고분자 전해질막의 양면에 촉매전극층을 형성하기 위한 직접 코팅 방식 및 데칼 방식에 상관없이 5-레이어 막전극접합체의 양면에 기체확산층이 접합 고정된 7-레이어 막전극접합체를 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 주된 목적이 있는 것이다. 상기한 목적을 달성하기 위해, 고분자 전해질막의 양면에 촉매전극층이 형성된 3-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정과; 기체확산층이 접합되는 쪽의 서브가스켓 일측면에 프라이머 코팅 처리를 실시하여 프라이머층이 형성된 서브가스켓을 제조하는 과정과; 개구부를 통해 상기 촉매전극층을 노출시키면서 프라이머층이 형성된 표면이 바깥면이 되도록 상기 3-레이어 막전극접합체의 양면에 서브가스켓을 접합 고정하여 5-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정과; 상기 5-레이어 막전극접합체 양면의 프라이머층 위에 상기 촉매전극층을 커버하도록 기체확산층을 적층한 뒤 핫 프레싱하여 서브가스켓과 기체확산층을 프라이머층에 의해 접착시킴으로써 7-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정;을 포함하여 이루어지는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법이 개시된다.

Description

고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법{manufacturing method of membrane-electrode assembly for polymer electrolyte membrane fuel cell}
본 발명은 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 3-레이어 막전극접합체의 제조 방식, 즉 고분자 전해질막의 양면에 촉매전극층을 형성하기 위한 직접 코팅 방식 및 데칼 방식에 상관없이 5-레이어 막전극접합체의 양면에 기체확산층이 접합 고정된 7-레이어 막전극접합체를 제조할 수 있는 방법에 관한 것이다.
연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 연소에 의해 열로 바꾸지 않고 스택 내에서 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지로 변환시키는 일종의 발전장치이며, 산업용, 가정용 및 차량 구동용 전력을 공급할 뿐만 아니라 소형의 전기/전자제품, 특히 휴대용 장치의 전력 공급에도 적용될 수 있다.
현재 차량 구동을 위한 전력공급원으로는 연료전지 중 가장 높은 전력밀도를 갖는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC:Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 형태가 가장 많이 연구되고 있으며, 이는 낮은 작동온도로 인한 빠른 시동시간과 빠른 전력변환 반응시간을 갖는다.
이러한 고분자 전해질막 연료전지는 수소이온이 이동하는 고체 고분자 전해질막을 중심으로 막의 양쪽에 전기화학반응이 일어나는 촉매전극층이 부착된 막전극접합체(MEA:Membrane Electrode Assembly), 반응가스들을 고르게 분포시키고 발생된 전기에너지를 전달하는 역할을 수행하는 기체확산층(GDL:Gas Diffusion Layer), 반응가스들 및 냉각수의 기밀성과 적정 체결압을 유지하기 위한 가스켓 및 체결기구, 그리고 반응가스들 및 냉각수를 이동시키는 분리판(Bipolar Plate)을 포함하여 구성된다.
이러한 단위 셀 구성을 이용하여 연료전지 스택을 조립할 때, 가장 안쪽에 주요 구성부품인 막전극접합체 및 기체확산층의 조합이 위치하는데, 막전극접합체는 고분자 전해질막 양면에 수소와 산소가 반응할 수 있도록 촉매가 도포된 촉매전극층, 즉 캐소드(Cathode) 및 애노드(Anode)를 가지며, 캐소드 및 애노드가 위치한 바깥부분에 기체확산층, 가스켓 등이 적층된다.
기체확산층의 바깥쪽에는 반응가스(연료인 수소와 산화제인 산소 또는 공기)를 공급하고 냉각수가 통과하는 유로(Flow Field)가 형성된 분리판이 위치된다.
이러한 구성을 단위 셀로 하여 복수의 단위 셀을 적층한 뒤 가장 바깥쪽에 집전판(Current Collector) 및 절연판, 적층 셀들을 지지하기 위한 엔드플레이트(End Plate)를 결합하는데, 엔드플레이트 사이에 셀들을 반복 적층하여 체결함으로써 연료전지 스택을 구성하게 된다.
한편, 연료전지 스택의 생산시 서브가스켓(Sub-gasket) 및 기체확산층이 접합된 7-레이어(7-Layer) 구조의 막전극접합체를 제작한 뒤 이를 자동화 공정에 투입하여 분리판, 엔드플레이트 등과 조립하는 방식을 취하면 스택을 대량 생산할 수 있게 된다.
즉, 고분자 전해질막의 양면에 촉매전극층이 고정된 3-레이어(3-Layer) 구조의 막전극접합체를 제조하고, 이어 막전극접합체의 반응활성영역(Active Area)(즉 촉매전극층 영역)을 노출시키도록 전해질막의 양면 부분에 서브가스켓을 접합하여 5-레이어(5-Layer) 구조로 만든다.
상기와 같이 5-레이어 구조의 막전극접합체가 제조되고 나면, 서브가스켓의 개구부(Opening)를 통해 노출된 막전극접합체의 반응영역, 즉 양면의 촉매전극층에 각각 기체확산층을 핫 프레싱(Hot Pressing) 공법으로 접합하여 7-레이어(7-Layer) 구조로 만든 다음, 이를 진공흡착 등을 이용하는 자동적층방식이 적용된 스택조립공정에 투입하여 스택을 조립(Stacking)하는 것이다.
도 1은 통상적인 막전극접합체의 제조방법을 나타내는 공정도로서, 도시된 바와 같이, 5-레이어 막전극접합체(5-Layer MEA)를 제조하는 방식으로는 직접 코팅(Direct Coating) 방식과 데칼(Decal) 방식을 들 수 있다.
직접 코팅 방식의 경우, 촉매 슬러리(전극 슬러리)를 제조하고, 제조된 촉매 슬러리(2a)를 전해질막(1)의 양면에 직접 코팅 후 건조하여 촉매전극층(2)을 형성한 다음, 3-레이어 막전극접합체(3)의 양면에 서브가스켓(4)을 핫 프레싱 또는 롤 라미네이팅(Roll Laminating) 공법으로 접합하여 5-레이어 막전극접합체(5)를 제조하는 것이다.
반면, 데칼 방식의 경우, 이형 필름(9)의 표면에 촉매 슬러리(2a)를 코팅 후 건조하여 촉매전극층(2)을 형성하고, 전해질막(1)의 양면으로 각각 촉매전극층(2)이 형성된 이형 필름(9)을 적층한 다음, 핫 프레싱 공법을 이용하여 촉매전극층(2)을 전해질막(1) 양면에 전사시켜 접합하고, 이어 이형 필름(9)을 제거하여 3-레이어 막전극접합체(3)를 완성한 다음, 3-레이어 막전극접합체(3)의 양면에 서브가스켓(4)을 핫 프레싱 또는 롤 라미네이팅 공법으로 접합하여 5-레이어 막전극접합체(5)를 제조하게 된다.
이후 7-레이어 막전극접합체(7)를 제조하기 위해서는 상기와 같이 제조된 5-레이어 막전극접합체(5)의 양면에 기체확산층(6)을 접합하여야 하는데, 직접 코팅 방식으로 제조된 5-레이어 막전극접합체(5)의 경우, 핫 프레싱시 기체확산층(6)과 촉매전극층(2)의 면이 접합되어 7-레이어 막전극접합체(7)를 형성하는데 문제가 없다.
즉, 직접 코팅 방식으로 형성된 촉매전극층(2)의 표면은 울퉁불퉁한 면으로 존재하므로 핫 프레싱시 기체확산층(6)의 면과 촉매전극층(2)의 면이 서로 접합 고정되어 7-레이어 막전극체(7)를 형성할 수 있다.
그러나, 데칼 방식으로 제조된 5-레이어 막전극접합체(5)의 경우, 촉매전극층(2)의 표면이 매끄러운 면으로 존재하므로 핫 프레싱만으로 기체확산층(6)의 면과 촉매전극층(2)의 면이 직접 접합 고정되기 어렵다.
이와 같이 데칼 방식의 경우, 촉매전극층(7)의 면 또는 서브가스켓(4)의 면과 기체확산층(6) 간의 접착력이 거의 없어 7-레이어 막전극접합체(7)의 형성이 안 되는 문제가 있으며, 스택 제작시 서브가스켓(4)을 5-레이어 막전극접합체(5)에 수작업으로 직접 적층해야 한다.
이로 인해 스택 제작을 위한 자동화 공정에 적용하는 것이 불가능하므로 스택의 대량 생산에 걸림돌로 작용하고 있다.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 3-레이어 막전극접합체의 제조 방식, 즉 고분자 전해질막의 양면에 촉매전극층을 형성하기 위한 직접 코팅 방식 및 데칼 방식에 상관없이 5-레이어 막전극접합체의 양면에 기체확산층이 접합 고정된 7-레이어 막전극접합체를 제조할 수 있는 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 고분자 전해질막의 양면에 촉매전극층이 형성된 3-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정과; 기체확산층이 접합되는 쪽의 서브가스켓 일측면에 프라이머 코팅 처리를 실시하여 프라이머층이 형성된 서브가스켓을 제조하는 과정과; 개구부를 통해 상기 촉매전극층을 노출시키면서 프라이머층이 형성된 표면이 바깥면이 되도록 상기 3-레이어 막전극접합체의 양면에 서브가스켓을 접합 고정하여 5-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정과; 상기 5-레이어 막전극접합체 양면의 프라이머층 위에 상기 촉매전극층을 커버하도록 기체확산층을 적층한 뒤 핫 프레싱하여 서브가스켓과 기체확산층을 프라이머층에 의해 접착시킴으로써 7-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정;을 포함하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법을 제공한다.
바람직한 실시예에서, 상기 서브가스켓의 개구부 가장자리 부분의 표면이 기체확산층의 가장자리 부분과 프라이머층에 의해 접착되도록 하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 프라이머층은 서브가스켓의 개구부 가장자리 부분의 표면을 따라 액상의 프라이머를 도포 후 건조시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 프라이머층은 서브가스켓의 일측면 전체에 액상의 프라이머를 도포 후 건조시켜 형성하는 것을 특징으로 한다.
그리고, 본 발명은, 고분자 전해질막 양면에 촉매전극층이 형성된 막전극접합체에서 개구부를 통해 상기 촉매전극층이 노출되도록 서브가스켓이 상기 막전극접합체의 양면에 접합 고정되고, 기체확산층이 상기 개구부를 통해 노출된 촉매전극층을 커버하도록 적층되어 7-레이어 막전극접합체를 형성하되, 양면의 기체확산층이 서브가스켓과의 사이에 개재된 프라이머층에 의해 상기 서브가스켓과 접착된 상태로 고정된 것을 특징으로 하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체를 제공한다.
여기서, 상기 기체확산층의 가장자리 부분이 서브가스켓의 개구부 가장자리 부분의 표면과 프라이머층에 의해 접착된 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명에 따른 막전극접합체의 제조방법에 의하면, 프라이머 코팅 처리된 서브가스켓을 사용하여 핫 프레싱 후 기체확산층이 프라이머층에 의해 서브가스켓에 접착되도록 함으로써 7-레이어 막전극접합체를 제조할 수 있고, 이를 자동화 공정에 투입하여 연료전지 스택을 대량 생산할 수 있게 된다.
도 1은 통상적인 막전극접합체의 제조방법을 나타내는 공정도이다.
도 2는 본 발명에 따른 막전극접합체의 제조 과정에서 서브가스켓에 프라이머 코팅 처리를 실시한 예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제조 과정 중 3-레이어 막전극접합체가 제조된 이후 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.
본 발명은 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전해질막의 양면에 촉매전극층, 서브가스켓, 기체확산층이 접합되어 구성되는 7-레이어 막전극접합체를 제조할 수 있는 개선된 방법을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따라 7-레이어 막전극접합체를 제조할 경우 연료전지 스택의 대량 생산이 가능한 자동화 공정을 적용할 수 있으며, 7-레이어 막전극접합체를 진공흡착 등을 이용하는 자동적층방식이 적용된 스택조립공정에 투입하여 분리판, 엔드플레이트 등과 함께 조립하게 되면 스택의 대량 생산이 가능해진다.
먼저, 본 발명은 프라이머(primer) 처리된 서브가스켓의 사용에 주된 특징이 있는 것이다. 즉, 5-레이어 막전극접합체(전해질막의 양면에 촉매전극층, 서브가스켓이 접합 고정된 구조)를 제조하기 전에 서브가스켓의 표면에 프라이머 코팅 처리를 실시하는 과정을 추가로 진행하는 것이다.
5-레이어 막전극접합체 및 7-레이어 막전극접합체에서 서브가스켓은 온도 및 습도에 따라 치수가 변하는 전해질막의 치수가 유지되도록 하고, 스택 체결시 전해질막에 의해 손상을 주지 않고 실링 로드(sealing load)를 가할 수 있도록 하며, 체결시 가해지는 압력으로 인해 발생할 수 있는 전해질막의 국부적 스트레스 집중을 방지하고, 필요한 경우 촉매전극층을 덮도록 함으로써 막전극접합체의 활성면적을 조절할 수 있도록 해주는 기능을 한다.
또한 프라이머는 원래 접착제를 이용하여 두 물체를 접착시킬 때 피착물의 표면과 접착제 사이의 접합력을 향상시키기 위해 사용되는 물질이나, 본 발명에서는 5-레이어 막전극접합체의 서브가스켓과 기체확산층이 접착력을 가질 수 있도록 돕는 역할을 하게 된다.
특히, 본 발명에서는 7-레이어 막전극접합체를 형성하기 위해 후술하는 바와 같이 기체확산층이 서브가스켓의 개구부 가장자리 부분의 표면과 프라이머에 의해 직접 접착되어 고정되도록 한다.
도 2는 본 발명에 따른 막전극접합체의 제조 과정에서 서브가스켓에 프라이머 코팅 처리를 실시한 예를 도시한 것으로, 도시된 바와 같이, 기체확산층이 접합되는 쪽의 서브가스켓(4a)의 표면에 프라이머 코팅 처리가 시행된다.
도 2를 참조하면, 서브가스켓(4)에는 기본적으로 막전극접합체의 촉매전극층(반응활성영역)이 노출되도록 하는 개구부(4a)가 형성되는데, 최종 완성된 7-레이어 막전극접합체에서는 상기 개구부(4a)를 통해 노출된 막전극접합체의 촉매전극층을 커버하도록 기체확산층이 고정되어야 한다.
본 발명에서는 5-레이어 막전극접합체 구조에서 양면의 서브가스켓 개구부를 커버하도록 기체확산층이 접합되며, 이에 5-레이어 막전극접합체 구조의 바깥면이 되는 서브가스켓 표면에 프라이머 코팅 처리를 시행한다.
도 2에서 프라이머 코팅 처리하여 형성된 프라이머층(10)(수 ~ 수십 nm의 두께)이 서브가스켓(4)(예, 25㎛의 두께) 일측면에 적층됨을 볼 수 있는데, 프라이머층(10)이 적층된 면이 기체확산층이 접합되는 쪽이 되고, 기체확산층이 프라이머층(10)의 접착력에 의해 서브가스켓(4)에 접착된다.
이때, 기체확산층이 개구부(4a)를 통해 노출된 촉매전극층을 커버하도록 서브가스켓(4)에 접착 고정되어야 하므로, 실제 기체확산층이 접착되는 서브가스켓 부분은 개구부 가장자리 부분 표면이 되고, 서브가스켓(4)과 접착되는 기체확산층 부분도 기체확산층의 가장자리 부분 표면이 된다.
이에 서브가스켓(4)에서 적어도 개구부(4a) 주변의 표면에는 프라이머 코팅 처리가 되어 있어야 하며, 기체확산층이 실제 접착 고정되는 개구부(4a) 주변의 표면에만 선택적으로 프라이머 코팅 처리를 하고자 할 경우 선택적인 프라이머 코팅으로 인해 공정이 번거롭고 어려울 수 있고, 추가적인 공정이 필요할 수도 있다.
따라서, 기체확산층이 접합되는 쪽의 서브가스켓(4) 일측면 전체에 대해 프라이머 코팅 처리를 시행하는 것이 가능하다.
본 발명에서 서브가스켓(4)의 프라이머 코팅 처리 과정은 액상의 프라이머를 서브가스켓(4)의 일측면에 도포한 뒤 건조시키는 과정으로 진행하며, 이에 서브가스켓(4)의 일측면에 고상의 프라이머층(10)이 형성되도록 한다.
상기와 같이 프라이머 코팅 처리된 서브가스켓(4)을 제조한 뒤, 이 서브가스켓(4)을 5-레이어 막전극접합체 제조 과정에서 사용하고, 이어 7-레이어 제조 공정에서 서브가스켓(4)의 프라이머층(10)에 기체확산층을 직접 접착하는 방식으로 7-레이어 막전극접합체를 제조하게 된다.
7-레이어 막전극접합체 제조 공정에서 핫 프레싱시 프라이머층(10)은 접착성을 발휘하게 되므로 이를 통해 가스확산층이 접착될 수 있다.
요컨대, 프라이머 코팅 처리된 서브가스켓(4)을 사용하여 5-레이어 막전극접합체를 제조하고, 5-레이어 막전극접합체의 양면에 기체확산층이 적층되도록 한 다음 핫 프레싱 공정을 실시하여, 서브가스켓(4)의 프라이머층(10)에 의해 기체확산층의 가장자리 부분이 서브가스켓(4)의 개구부(4a) 가장자리 부분에 접착되도록 하는바, 이로써 기체확산층이 접합 고정된 7-레이어 막전극접합체가 제조될 수 있게 된다.
본 발명에서 7-레이어 막전극접합체의 제조를 위해 서브가스켓(4)의 표면에 코팅되어 핫 프레싱시 서브가스켓과 기체확산층을 접착시키는 작용을 하는 프라이머로는, 아크릴 수지로서 알킬 아크릴레이트(alkyl acrylate), 알킬 메타크릴레이트(alkyl methacrylate), 하이드록실(hydroxyl)기가 함유된 모노머(예를 들면, 하이드록시 에틸 아크릴레이트(hydroxy ethyl acrylate), 하이드록실 에틸 메타크릴레이트(hydroxyl ethyl methacrylate) 등), 글리시딜 아크릴레이트(glycidyl acrylate), 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate) 등이 사용될 수 있다.
또한 아미드 기를 가지는 아크릴 수지로서 아크릴아미드(acrylamide), 메타크릴 아미드(methacryl amide), 알킬 메타크릴 아미드(alkyl methacryl amide), 디알킬 메타크릴 아미드(dialkyl methacryl amide), 알콕시 메타크릴 아미드(alkocy methacryl amide), 메티롤 메타크릴 아미드(Methylol methacryl amide), 페닐 메타크릴 아미드(phenyl methacryl amide) 등이 사용될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 7-레이어 막전극접합체의 제조 과정에 대해 도 3을 참조로 하여 단계별로 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명에 따른 제조 과정 중 3-레이어 막전극접합체(3)가 제조된 이후 과정(3-레이어 MEA → 5-레이어 MEA → 7-레이어 MEA)을 나타낸 것이다.
먼저, 본 발명에서 고분자 전해질막(1)의 양면에 촉매전극층(2)(캐소드 및 애노드)을 형성하여 3-레이어 막전극접합체(3)로 제조하는 과정은 도 1에 나타낸 종래의 과정과 차이가 없으며, 데칼 방식을 적용하는 것도 가능하다.
3-레이어 막전극접합체(3)를 제조하고 나면, 도 3에 나타낸 바와 같이, 막전극접합체(3)의 양면에 각각 프라이머 코팅 처리된 서브가스켓(4)을 적층하되, 프라이머 코팅 처리된 면이 바깥면이 되도록 적층하며, 적층 상태에서 핫 프레싱 또는 롤 라미네이팅 공정을 실시하여 서브가스켓(4)이 접합 고정된 5-레이어 막전극접합체(5)를 제조하게 된다.
이어 5-레이어 막전극접합체(5)의 양면(바깥면), 즉 프라이머 코팅 처리된(프라이머층이 형성된) 서브가스켓(4) 면의 개구부(4a)를 커버하도록 기체확산층(6)을 적층한 뒤, 핫 프레싱 공정을 진행하여 프라이머층(10)의 접착력에 의해 기체확산층(6)의 가장자리 부분이 서브가스켓(4)의 개구부(4a) 가장자리 부분에 접착되도록 하는 바, 이로써 기체확산층(6)이 추가 접합된 7-레이어 막전극접합체(7)를 완성하게 된다.
결국, 본 발명에서 완성된 7-레이어 막전극접합체(7)는, 고분자 전해질막(1) 양면에 촉매전극층(2)이 형성된 막전극접합체(3)에서 개구부(4a)를 통해 상기 촉매전극층(2)이 노출되도록 서브가스켓(4)이 상기 막전극접합체(3)의 양면에 접합 고정되고, 기체확산층(6)이 상기 개구부(4a)를 통해 노출된 촉매전극층(2)을 커버하도록 적층되어 7-레이어 막전극접합체(7)를 형성하되, 양면의 기체확산층(6)이 서브가스켓(4)과의 사이에 개재된 프라이머층(10)에 의해 서브가스켓(4)과 접착된 상태로 고정된 형태가 된다.
여기서, 기체확산층(6)의 가장자리 부분이 서브가스켓(4)의 개구부(4a) 가장자리 부분의 표면과 프라이머층(10)에 의해 접착된 구조가 된다.
이와 같이 하여, 본 발명에서는 프라이머를 이용하여 서브가스켓과 기체확산층이 접착된 7-레이어 막전극접합체를 제조할 수 있으며, 이를 진공흡착 등을 이용하는 자동적층방식이 적용된 스택조립공정에 투입하여 스택을 조립할 경우, 스택의 대량 생산이 가능해진다.
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였는바, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당 업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 포함된다.
1 : 고분자 전해질막 2 : 촉매전극층
3 : 3-레이어 막전극접합체 4 : 서브가스켓
4a : 개구부 5 : 5-레이어 막전극접합체
6 : 기체확산층 7 : 7-레이어 막전극접합체
10 : 프라이머층

Claims (6)

  1. 고분자 전해질막의 양면에 촉매전극층이 형성된 3-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정과;
    기체확산층이 접합되는 쪽의 서브가스켓 일측면에 프라이머 코팅 처리를 실시하여 프라이머층이 형성된 서브가스켓을 제조하는 과정과;
    개구부를 통해 상기 촉매전극층을 노출시키면서 프라이머층이 형성된 표면이 바깥면이 되도록 상기 3-레이어 막전극접합체의 양면에 서브가스켓을 접합 고정하여 5-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정과;
    상기 5-레이어 막전극접합체 양면의 프라이머층 위에 상기 촉매전극층을 커버하도록 기체확산층을 적층한 뒤 핫 프레싱하여 서브가스켓과 기체확산층을 프라이머층에 의해 접착시킴으로써 7-레이어 막전극접합체를 제조하는 과정;
    을 포함하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 서브가스켓의 개구부 가장자리 부분의 표면이 기체확산층의 가장자리 부분과 프라이머층에 의해 접착되도록 하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프라이머층은 서브가스켓의 개구부 가장자리 부분의 표면을 따라 액상의 프라이머를 도포 후 건조시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 프라이머층은 서브가스켓의 일측면 전체에 액상의 프라이머를 도포 후 건조시켜 형성하는 것을 특징으로 하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체의 제조방법.
  5. 고분자 전해질막(1) 양면에 촉매전극층(2)이 형성된 막전극접합체(3)에서 개구부(4a)를 통해 상기 촉매전극층(2)이 노출되도록 서브가스켓(4)이 상기 막전극접합체(3)의 양면에 접합 고정되고, 기체확산층(6)이 상기 개구부(4a)를 통해 노출된 촉매전극층(2)을 커버하도록 적층되어 7-레이어 막전극접합체(7)를 형성하되, 양면의 기체확산층(6)이 서브가스켓(4)과의 사이에 개재된 프라이머층(10)에 의해 서브가스켓(4)과 접착된 상태로 고정된 것을 특징으로 하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 기체확산층(6)의 가장자리 부분이 서브가스켓(4)의 개구부(4a) 가장자리 부분의 표면과 프라이머층(10)에 의해 접착된 것을 특징으로 하는 고분자 전해질막 연료전지용 막전극접합체.






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