KR20170069596A - Membrane electrode assembly, fuel cell comprising the same and method for preparing thereof - Google Patents

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KR20170069596A KR1020150177001A KR20150177001A KR20170069596A KR 20170069596 A KR20170069596 A KR 20170069596A KR 1020150177001 A KR1020150177001 A KR 1020150177001A KR 20150177001 A KR20150177001 A KR 20150177001A KR 20170069596 A KR20170069596 A KR 20170069596A
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Abstract

본 명세서는 기체확산층 및 촉매층을 포함하는 캐소드 및 애노드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 구비되는 전해질막을 포함하는 막 전극 접합체, 이를 포함하는 연료 전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode and an anode comprising a gas diffusion layer and a catalyst layer; And an electrolyte membrane provided between the anode and the cathode, a fuel cell including the membrane electrode assembly, and a method of manufacturing the same.

Figure P1020150177001
Figure P1020150177001

Description

막 전극 접합체, 이를 포함하는 연료 전지 및 이의 제조방법{MEMBRANE ELECTRODE ASSEMBLY, FUEL CELL COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR PREPARING THEREOF}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a membrane electrode assembly, a membrane electrode assembly, a fuel cell including the membrane electrode assembly, and a method of manufacturing the same. BACKGROUND ART [0002] Membrane Electrode Assemblies

본 명세서는 기체확산층 및 촉매층을 포함하는 캐소드 및 애노드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 구비되는 전해질막을 포함하는 막 전극 접합체, 이를 포함하는 연료 전지 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a cathode and an anode comprising a gas diffusion layer and a catalyst layer; And an electrolyte membrane provided between the anode and the cathode, a fuel cell including the membrane electrode assembly, and a method of manufacturing the same.

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 주목받고 있다.Recently, as the exhaustion of existing energy resources such as oil and coal is predicted, interest in energy that can replace them is increasing. As one of such alternative energies, fuel cells have attracted particular attention due to their advantages such as high efficiency, no emission of pollutants such as NOx and SOx, and abundant fuel.

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 the chemical reaction energy of a fuel and an oxidant into electric energy. Hydrogen, hydrocarbons such as methanol and butane are used as fuel, and oxygen is used as an oxidant.

연료전지에는 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC), 직접메탄올형 연료전지(DMFC), 인산형 연료전지(PAFC), 알칼리형 연료전지(AFC), 용융탄산염형 연료전지(MCFC), 고체산화물형 연료전지(SOFC) 등이 있다. 그 중에서 고분자전해질형 연료전지는 에너지 밀도가 크고 출력이 높아 가장 활발하게 연구되고 있다. 이러한 고분자 전해질형 연료전지는 전해질로서 액체가 아닌 고체 고분자 전해질막을 사용한다는 점에서 다른 연료전지와 차이가 있다.BACKGROUND ART Fuel cells include a polymer electrolyte fuel cell (PEMFC), a direct methanol fuel cell (DMFC), a phosphoric acid fuel cell (PAFC), an alkaline fuel cell (AFC), a molten carbonate fuel cell (MCFC) And a battery (SOFC). Among them, polymer electrolyte fuel cells have been actively studied because they have high energy density and high output. Such a polymer electrolyte fuel cell differs from other fuel cells in that it uses a solid polymer electrolyte membrane instead of a liquid electrolyte.

한국공개특허 제 2003-0076057 호Korean Patent Publication No. 2003-0076057

본 명세서는 막 전극 접합체, 이를 포함하는 연료 전지 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.The present specification is intended to provide a membrane electrode assembly, a fuel cell including the same, and a method of manufacturing the same.

본 명세서는 전해질막; 상기 전해질막의 일면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 보호필름; 상기 제1 보호필름이 구비된 전해질막 상에 구비된 애노드 촉매층; 상기 애노드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 가스켓; 상기 제1 가스켓의 관통홀에 삽입되는 애노드 기체확산층; 상기 전해질막 중 상기 제1 보호필름이 구비된 면의 반대면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 보호필름; 상기 제2 보호필름이 구비된 전해질막 상에 구비된 캐소드 촉매층; 상기 캐소드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 가스켓; 및 상기 제2 가스켓의 관통홀에 삽입되는 캐소드 기체확산층을 포함하고, 상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률이 서로 상이한 것인 막 전극 접합체를 제공한다. The present disclosure relates to an electrolyte membrane; A first protective film provided on one surface of the electrolyte membrane and having through holes penetrating in the thickness direction; An anode catalyst layer provided on the electrolyte membrane provided with the first protective film; A first gasket provided so as not to overlap with the anode catalyst layer and having a through hole penetrating in the thickness direction; An anode gas diffusion layer inserted into the through-hole of the first gasket; A second protective film provided on a surface of the electrolyte membrane opposite to a surface on which the first protective film is provided and having through holes penetrating in the thickness direction; A cathode catalyst layer provided on the electrolyte membrane provided with the second protective film; A second gasket provided so as not to overlap with the cathode catalyst layer and having a through hole penetrating in the thickness direction; And a cathode gas diffusion layer inserted into the through-hole of the second gasket, wherein the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer have different compression ratios.

또한, 본 명세서는 상기 막 전극 접합체를 포함하는 연료 전지를 제공한다. Further, the present specification provides a fuel cell including the membrane electrode assembly.

또한, 본 명세서는 전해질막의 일면에 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 보호필름을 적층하는 단계; 상기 제1 보호필름이 구비된 전해질막 상에 애노드 촉매층을 적층하는 단계; 상기 애노드 촉매층과 겹치지 않도록 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 가스켓을 적층하는 단계; 상기 제1 가스켓의 관통홀에 상기 제1 가스켓의 두께보다 두꺼운 애노드 기체확산층을 삽입하는 단계; 상기 전해질막 중 상기 제1 보호필름이 구비되는 면의 반대면에 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 적층하는 단계; 상기 제2 보호필름이 구비된 전해질막 상에 캐소드 촉매층을 적층하는 단계; 상기 캐소드 촉매층과 겹치지 않도록 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 가스켓을 적층하는 단계; 상기 제2 가스켓의 관통홀에 상기 제2 가스켓의 두께보다 두꺼운 캐소드 기체확산층을 삽입하여 막 전극 접합체를 조립하는 단계; 및 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 두께방향으로 압착하는 단계를 포함하고, 상기 압착하는 단계에서, 압착된 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률이 서로 상이한 것인 막 전극 접합체의 제조방법을 제공한다.The present invention also relates to a method of manufacturing a thin film transistor comprising the steps of: laminating a first protective film having through holes perforated in a thickness direction on one surface of an electrolyte membrane; Depositing an anode catalyst layer on an electrolyte membrane provided with the first protective film; Stacking a first gasket having through holes penetrating in the thickness direction so as not to overlap with the anode catalyst layer; Inserting an anode gas diffusion layer having a thickness larger than the thickness of the first gasket in the through-hole of the first gasket; Stacking a second protective film having a through hole penetrating in the thickness direction on the opposite surface of the electrolyte membrane on which the first protective film is provided; Laminating a cathode catalyst layer on an electrolyte membrane having the second protective film; Stacking a second gasket having a through-hole penetrating in the thickness direction so as not to overlap with the cathode catalyst layer; Assembling the membrane electrode assembly by inserting a cathode gas diffusion layer having a thickness larger than the thickness of the second gasket in the through-hole of the second gasket; And compressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in the thickness direction, wherein in the compression step, the compressibility of the pressed anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer are different from each other do.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 연료 전지는 연료전지 구동 시 물에 의한 저항 요인을 해소할 수 있다. The fuel cell according to one embodiment of the present invention can solve the resistance caused by water when driving the fuel cell.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 연료 전지는 캐소드 측의 물의 플로딩(flooding) 현상을 해결할 수 있다. The fuel cell according to one embodiment of the present invention can solve the flooding phenomenon of water on the cathode side.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 연료 전지는 애노드 측의 물부족 형상을 완화시킬 수 있다. The fuel cell according to one embodiment of the present invention can alleviate the water shortage on the anode side.

도 1은 연료전지의 전기 발생 원리를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 연료전지용 막 전극 접합체의 구조를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 연료전지의 일 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 막 전극 접합체의 단위전지 체결 전 후의 단면도이다.
도 5는 막 전극 접합체의 단위전지에 대한 분해 사시도이다.1 is a schematic view showing an electricity generation principle of a fuel cell.
2 is a schematic view showing the structure of a membrane electrode assembly for a fuel cell.
3 is a schematic view showing one embodiment of a fuel cell.
4 is a cross-sectional view of a membrane electrode assembly according to an embodiment of the present invention before and after a unit cell is assembled.
5 is an exploded perspective view of a unit cell of a membrane electrode assembly.

이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail.

본 명세서는 기체확산층 및 촉매층을 포함하는 캐소드 및 애노드; 및 상기 애노드와 캐소드 사이에 구비되는 전해질막을 포함하는 막 전극 접합체에 관한 것이다. The present invention relates to a cathode and an anode comprising a gas diffusion layer and a catalyst layer; And an electrolyte membrane provided between the anode and the cathode.

도 1은 연료전지의 전기 발생 원리를 개략적으로 도시한 것으로, 연료전지에 있어서, 전기를 발생시키는 가장 기본적인 단위는 막 전극 접합체(MEA)인데, 이는 전해질막(M)과 이 전해질막(M)의 양면에 형성되는 애노드(A) 및 캐소드(C)로 구성된다. 연료전지의 전기 발생 원리를 나타낸 도 1을 참조하면, 애노드(A)에서는 수소 또는 메탄올, 부탄과 같은 탄화수소 등의 연료(F)의 산화 반응이 일어나 수소 이온(H+) 및 전자(e-)가 발생하고, 수소 이온은 전해질막(M)을 통해 캐소드(C)으로 이동한다. 캐소드(C)에서는 전해질막(M)을 통해 전달된 수소 이온과, 산소와 같은 산화제(O) 및 전자가 반응하여 물(W)이 생성된다. 이러한 반응에 의해 외부회로에 전자의 이동이 발생하게 된다.FIG. 1 schematically shows an electricity generating principle of a fuel cell. In a fuel cell, the most basic unit for generating electricity is a membrane electrode assembly (MEA), which includes an electrolyte membrane M and an electrolyte membrane M, And an anode (A) and a cathode (C) formed on both sides of the cathode (C). Referring to Fig. Showing the electricity generating principle of a fuel cell 1, an anode (A) in the hydrogen or methanol, butane and the oxidation of the fuel (F) of the hydrocarbon and so on up the hydrogen ions (H +) and electron (e -), such as And the hydrogen ions move to the cathode C through the electrolyte membrane M. In the cathode (C), the hydrogen ions transferred through the electrolyte membrane (M) react with the oxidizing agent (O) such as oxygen, and water (W) is produced. This reaction causes electrons to migrate to the external circuit.

도 2는 연료전지용 막 전극 접합체의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 연료전지용 막 전극 접합체는 전해질막(10)과, 이 전해질막(10)을 사이에 두고 서로 대향하여 위치하는 캐소드(50) 및 애노드(51)를 구비할 수 있다. 상기 캐소드에는 전해질막(10)으로부터 순차적으로 캐소드 촉매층(20)과 캐소드 기체확산층(40)이 구비되고, 상기 애노드에는 전해질막(10)으로부터 순차적으로 애노드 촉매층(21) 및 애노드 기체확산층(41)이 구비될 수 있다.2 schematically shows the structure of a membrane electrode assembly for a fuel cell. The membrane electrode assembly for a fuel cell includes an electrolyte membrane 10, a cathode 50 positioned opposite to the electrolyte membrane 10, And an anode 51 may be provided. The cathode includes a cathode catalyst layer 20 and a cathode gas diffusion layer 40 sequentially from an electrolyte membrane 10. The anode includes an anode catalyst layer 21 and an anode gas diffusion layer 41 successively from the electrolyte membrane 10, .

본 명세서는 전해질막; 상기 전해질막의 일면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 보호필름; 상기 제1 보호필름이 구비된 전해질막 상에 구비된 애노드 촉매층; 상기 애노드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 가스켓; 상기 제1 가스켓의 관통홀에 삽입되는 애노드 기체확산층; 상기 전해질막 중 상기 제1 보호필름이 구비된 면의 반대면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 보호필름; 상기 제2 보호필름이 구비된 전해질막 상에 구비된 캐소드 촉매층; 상기 캐소드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 가스켓; 및 상기 제2 가스켓의 관통홀에 삽입되는 캐소드 기체확산층을 포함하고, 상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률이 서로 상이한 것인 막 전극 접합체를 제공한다.The present disclosure relates to an electrolyte membrane; A first protective film provided on one surface of the electrolyte membrane and having through holes penetrating in the thickness direction; An anode catalyst layer provided on the electrolyte membrane provided with the first protective film; A first gasket provided so as not to overlap with the anode catalyst layer and having a through hole penetrating in the thickness direction; An anode gas diffusion layer inserted into the through-hole of the first gasket; A second protective film provided on a surface of the electrolyte membrane opposite to a surface on which the first protective film is provided and having through holes penetrating in the thickness direction; A cathode catalyst layer provided on the electrolyte membrane provided with the second protective film; A second gasket provided so as not to overlap with the cathode catalyst layer and having a through hole penetrating in the thickness direction; And a cathode gas diffusion layer inserted into the through-hole of the second gasket, wherein the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer have different compression ratios.

본 명세서의 막 전극 접합체는 상기 캐소드와 애노드 사이에 구비되는 전해질막을 포함한다. 구체적으로, 상기 캐소드의 촉매층과 애노드의 촉매층 사이에 구비되는 전해질막을 포함한다.The membrane electrode assembly of the present invention includes an electrolyte membrane provided between the cathode and the anode. Specifically, the electrolyte membrane is provided between the catalyst layer of the cathode and the catalyst layer of the anode.

상기 막 전극 접합체의 전해질막은 양성자가 통하는 매개체이자 공기와 수소 가스의 분리막의 역할을 한다. 전해질막의 양성자 이동도가 높을수록 막 전극 접합체의 성능이 높아진다. 이때, 전해질막의 양성자 이동도는 습도에 영향을 받으며, 습도가 높을수록 양성자의 이동이 용이하다.The electrolyte membrane of the membrane electrode assembly serves as a medium through which protons pass and serves as a separation membrane for air and hydrogen gas. The higher the proton mobility of the electrolyte membrane, the higher the performance of the membrane electrode assembly. At this time, the proton mobility of the electrolyte membrane is affected by humidity, and the higher the humidity, the more easily the proton can move.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 전해질막은 탄화수소계 고분자 전해질막 또는 불소계 고분자 전해질막일 수 있으며, 바람직하게는 상기 전해질막은 탄화수소계 고분자 전해질막일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the electrolyte membrane may be a hydrocarbon-based polymer electrolyte membrane or a fluorinated polymer electrolyte membrane, and the electrolyte membrane may be a hydrocarbon-based polymer electrolyte membrane.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 전해질막을 형성하는 고분자 전해질 조성물은 용매 및 고분자를 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the polymer electrolyte composition forming the electrolyte membrane may include a solvent and a polymer.

상기 고분자는 불소계 고분자, 부분불소계 고분자 및 탄화수소계 중합체일 수 있으며, 바람직하게는 1 이상의 탄화수소계 중합체를 포함할 수 있다. 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 재료를 사용할 수 있다. The polymer may be a fluorine-based polymer, a partial fluorine-based polymer, or a hydrocarbon-based polymer, and may preferably include at least one hydrocarbon-based polymer. Conventional materials known in the art can be used.

예를 들면, 상기 고분자는 술포네이티드 폴리 에테르에테르키톤, 술포네이티드 폴리키톤, 술포네이티드 폴리(페닐렌 옥사이드), 술포네이티드 폴리(페닐렌 술파이드), 술포네이티드 폴리술폰, 술포네이티드 폴리카보네이트, 술포네이티드 폴리스티렌, 술포네이티드 폴리이미드, 술포네이티드 폴리퀴녹살린, 술포네이티드 (포스포네이티드) 폴리포스파젠 및 술포네이티드 폴리벤즈이미다졸 중에서 선택되는 1종 이상으로 이루어질 수 있다.For example, the polymer may be selected from the group consisting of sulfonated polyetheretherketone, sulfonated polyketone, sulfonated poly (phenylene oxide), sulfonated poly (phenylene sulfide), sulfonated polysulfone, (Phosphonite) polyphosphazene, and a sulfonated polybenzimidazole, and at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of at least one selected from the group consisting of poly (vinylidene fluoride), polycarbonate, sulfonated polystyrene, sulfonated polyimide, sulfonated polyquinoxaline, .

고분자의 함량은 적용하고자 하는 연료전지용 전해질막에 요구되는 적정한 IEC (ion exchange capacity) 값에 따라 조절될 수 있다. 연료전지용 분리막 제조를 위한 고분자 합성의 경우, IEC (ion exchange capacity) meq./g = mmol/g의 값을 계산하여 고분자를 디자인할 수 있다. 필요에 따라 다르지만, 0.5 ≤ IEC ≤ 3 의 범위 내가 되도록 고분자 함량을 선택할 수 있다. The content of the polymer can be adjusted according to the appropriate IEC (ion exchange capacity) value required for the electrolyte membrane for a fuel cell to be applied. In the case of polymer synthesis for membrane separation for fuel cells, the polymer can be designed by calculating the ion exchange capacity (IEC) meq./g = mmol / g. The polymer content can be selected so as to be within the range of 0.5 < = IEC <

상기 고분자는 중량평균분자량이 수만에서 수백만일 수 있다. 구체적으로, 상기 고분자의 중량평균분자량은 1만에서 100만 내에서 선택될 수 있다.The polymer may have a weight average molecular weight ranging from tens of thousands to millions. Specifically, the weight average molecular weight of the polymer may be selected within the range of 10,000 to 1,000,000.

상기 용매는 고분자와 반응하여 고분자를 용해시킬 수 있는 물질이면 크게 제한되지 않으며, 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 재료를 사용할 수 있다.The solvent is not particularly limited as long as it is a substance capable of reacting with the polymer to dissolve the polymer, and conventional materials known in the art can be used.

상기 고분자 전해질 조성물을 이용하여 전해질막을 형성하는 방법은 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 상기 고분자 전해질 조성물을 이용하여 캐스팅법으로 전해질막을 형성할 수 있다.The electrolyte membrane may be formed using the polymer electrolyte composition by a conventional method known in the art. For example, an electrolyte membrane may be formed by casting using the polymer electrolyte composition.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 전해질막의 두께는 5㎛ 이상 50㎛이하일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the thickness of the electrolyte membrane may be 5 占 퐉 or more and 50 占 퐉 or less.

상기 제1 보호필름은 상기 전해질막의 일면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 가질 수 있다. The first protective film may be provided on one surface of the electrolyte membrane and may have a through hole penetrating the electrolyte membrane in the thickness direction.

상기 제1 보호필름은 전해질막의 일면에 구비된 애노드 촉매층과 겹치거나 겹치지 않고 이격될 수 있다. The first protective film may be overlapped or not overlapped with the anode catalyst layer provided on one side of the electrolyte membrane.

상기 제1 보호필름은 전해질막의 일면에 구비된 애노드 촉매층과 겹칠 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 보호필름의 관통홀의 모서리가 모두 애노드 촉매층에 의해 덮혀질 수 있다. The first protective film may overlap the anode catalyst layer provided on one side of the electrolyte membrane. Specifically, all the corners of the through holes of the first protective film may be covered by the anode catalyst layer.

상기 제1 보호필름은 하나의 관통홀을 가질 수 있다. 상기 하나의 관통홀은 제1 보호필름의 면방향 중앙부에 위치할 수 있다.The first protective film may have one through hole. The one through-hole may be located at the center in the plane direction of the first protective film.

상기 관통홀의 면방향 단면의 형태는 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 형태에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 사각형 또는 원형일 수 있다.The shape of the cross-section in the plane direction of the through hole may be selected according to the planar shape of the membrane electrode assembly or the fuel cell, and may be, for example, rectangular or circular.

상기 제1 보호필름의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리이미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The material of the first protective film may include at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyether naphthalate (PEN), and polyimide.

상기 제1 보호필름의 두께는 5㎛ 이상 500㎛ 이하일 수 있다. The thickness of the first protective film may be 5 탆 or more and 500 탆 or less.

상기 제1 보호필름의 관통홀의 면방향 단면적은 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 단면적에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 5cm2 이상 500cm2 이하일 수 있다. 이때, 면방향은 두께방향에 수직한 방향을 의미하며, 구체적으로, 면방향은 도 4에 표시된 두께방향에 수직한 방향을 의미한다.The first can be selected in accordance with the plane cross section of the through-hole surface direction cross-sectional area is the membrane electrode assembly or a fuel cell of the first protective film, for example, 5cm 2 or more may be less than 500cm 2. In this case, the plane direction means a direction perpendicular to the thickness direction, and specifically, the plane direction means a direction perpendicular to the thickness direction shown in Fig.

상기 제2 보호필름은 상기 전해질막 중 상기 제1 보호필름이 구비된 면의 반대면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 가질 수 있다.The second protective film may be provided on an opposite surface of the electrolyte membrane, on which the first protective film is provided, and may have through holes penetrating the electrolyte membrane in the thickness direction.

상기 제2 보호필름은 전해질막의 일면에 구비된 캐소드 촉매층과 겹치거나 겹치지 않고 이격될 수 있다.The second protective film may be overlapped or not overlapped with the cathode catalyst layer provided on one side of the electrolyte membrane.

상기 제2 보호필름은 전해질막의 일면에 구비된 캐소드 촉매층과 겹칠 수 있다. 구체적으로, 상기 제2 보호필름의 관통홀의 모서리가 모두 캐소드 촉매층에 의해 덮혀질 수 있다. The second protective film may overlap the cathode catalyst layer provided on one surface of the electrolyte membrane. Specifically, all the corners of the through holes of the second protective film can be covered with the cathode catalyst layer.

상기 제2 보호필름은 하나의 관통홀을 가질 수 있다. 상기 하나의 관통홀은 제2 보호필름의 면방향 중앙부에 위치할 수 있다.The second protective film may have one through hole. The one through-hole may be located at the center in the plane direction of the second protective film.

상기 관통홀의 면방향 단면의 형태는 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 형태에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 사각형 또는 원형일 수 있다.The shape of the cross-section in the plane direction of the through hole may be selected according to the planar shape of the membrane electrode assembly or the fuel cell, and may be, for example, rectangular or circular.

상기 제2 보호필름의 재질은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에텔렌나프탈레이트(PEN) 및 폴리이미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The material of the second protective film may include at least one of polyethylene terephthalate (PET), polyether naphthalate (PEN), and polyimide.

상기 제2 보호필름의 두께는 5㎛ 이상 500㎛ 이하일 수 있다. The thickness of the second protective film may be 5 탆 or more and 500 탆 or less.

상기 제2 보호필름의 관통홀의 면방향 단면적은 막 전극 접합체 또는 연료 전지의 면방향 단면적에 따라 선택할 수 있으며, 예를 들면, 5cm2 이상 500cm2 이하일 수 있다. The second may be selected in accordance with the face direction of the cross-sectional area of the through-hole surface direction cross-sectional area is the membrane electrode assembly or a fuel cell of the protective film, for example, 5cm 2 or more may be less than 500cm 2.

상기 제1 보호필름의 두께와 제2 보호필름의 두께는 서로 상이할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 보호필름의 두께와 제2 보호필름의 두께의 차이는 0㎛ 초과 500㎛ 미만일 수 있다. The thickness of the first protective film and the thickness of the second protective film may be different from each other. Specifically, the difference between the thickness of the first protective film and the thickness of the second protective film may be more than 0 탆 but less than 500 탆.

더 구체적으로, 상기 제1 보호필름의 두께와 제2 보호필름의 두께의 차이는 50㎛ 이상 300㎛ 이하일 수 있다.More specifically, the difference between the thickness of the first protective film and the thickness of the second protective film may be 50 μm or more and 300 μm or less.

상기 애노드의 촉매층은 연료의 산화 반응이 일어나는 곳으로, 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금 및 백금-전이금속 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 촉매가 바람직하게 사용될 수 있다. The catalyst layer of the anode may be a catalyst selected from the group consisting of platinum, ruthenium, osmium, platinum-ruthenium alloy, platinum-osmium alloy, platinum-palladium alloy and platinum- Can be used.

상기 캐소드의 촉매층은 산화제의 환원 반응이 일어나는 곳으로, 백금 또는 백금-전이금속 합금이 촉매로 바람직하게 사용될 수 있다. The catalyst layer of the cathode is where the reduction reaction of the oxidizing agent occurs, and platinum or a platinum-transition metal alloy can be preferably used as a catalyst.

본 명세서의 일 실시상태에서, 상기 촉매층의 두께는 각각 3㎛ 이상 30㎛ 이하일 수 있다. 이때, 상기 애노드의 촉매층과 캐소드의 촉매층의 두께는 서로 동일하거나, 각각 상이할 수 있다. In one embodiment of the present invention, the thickness of the catalyst layer may be 3 탆 or more and 30 탆 or less, respectively. At this time, the thickness of the catalyst layer of the anode and the thickness of the catalyst layer of the cathode may be the same or different from each other.

상기 촉매들은 그 자체로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 탄소계 담체에 담지되어 사용될 수 있다.The catalysts can be used not only by themselves but also by being supported on a carbon-based carrier.

상기 탄소계 담체로는 탄소계 물질로는 흑연(그라파이트), 카본 블랙, 아세틸렌 블랙, 덴카 블랙, 캐천 블랙, 활성 카본, 중다공성 카본, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노혼, 탄소나노링, 탄소나노와이어, 플러렌(C60) 및 수퍼P블랙(Super P black)으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직한 예가 될 수 있다.Examples of the carbon-based material include graphite, carbon black, acetylene black, denka black, cacao black, activated carbon, mesoporous carbon, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanohorn, , Carbon nanowire, fullerene (C60), and super P black (a mixture of two or more) may be preferable examples.

촉매층을 도입하는 과정은 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 방법으로 수행할 수 있는데, 예를 들면 촉매 조성물을 전해질막에 직접적으로 코팅하거나, 별도의 기재에 촉매층을 형성한 후 전해질막에 열압착하고 별도의 기재를 제거하여 형성할 수 있다. 이때 촉매 조성물의 코팅 방법은 특별하게 제한되는 것은 아니지만, 스프레이 코팅, 테이프 캐스팅, 스크린 프린팅, 블레이드 코팅, 다이 코팅, 스핀 코팅 방법 또는 잉크젯 코팅 방법 등을 사용할 수 있다. 촉매 조성물은 대표적으로 촉매, 폴리머 이오노머(polymer ionomer) 및 용매로 이루어질 수 있다.The catalyst layer may be introduced by a conventional method known in the art. For example, the catalyst composition may be directly coated on the electrolyte membrane, or a catalyst layer may be formed on a separate substrate, followed by thermocompression bonding to the electrolyte membrane It may be formed by removing a separate substrate. Here, the method of coating the catalyst composition is not particularly limited, but spray coating, tape casting, screen printing, blade coating, die coating, spin coating or inkjet coating may be used. The catalyst composition typically comprises a catalyst, a polymer ionomer and a solvent.

상기 폴리머 이오노머로는 나피온 이오노머 등과 같은 불소계 이오노머 또는 술포네이티드 폴리트리플루오로스티렌과 같은 술폰화된 탄화수소계 이오노머가 대표적으로 사용될 수 있다.As the polymer ionomer, a sulfonated hydrocarbon-based ionomer such as a fluorine-based ionomer such as Nafion ionomer or sulfonated polytrifluorostyrene can be typically used.

상기 촉매 조성물에 포함되는 용매로는 물, 부탄올, 이소프로판올(iso propanol), 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부틸 아세테이트, 글리세롤 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물이 바람직하게 사용될 수 있다.The solvent contained in the catalyst composition may be any one or a mixture of two or more selected from the group consisting of water, butanol, isopropanol, methanol, ethanol, n-propanol, n-butyl acetate, glycerol and ethylene glycol Can be preferably used.

상기 제1 가스켓은 상기 애노드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 가질 수 있다. The first gasket may be provided so as not to overlap with the anode catalyst layer and may have a through hole penetrating in the thickness direction.

막 전극 접합체의 평면도를 기준으로, 상기 애노드 촉매층과 상기 제1 가스켓의 이격거리는 10㎛ 이상 10cm 이하일 수 있다. The separation distance between the anode catalyst layer and the first gasket may be 10 占 퐉 or more and 10 cm or less based on a plan view of the membrane electrode assembly.

상기 제1 가스켓의 두께는 100㎛ 이상 1000㎛ 이하일 수 있다. The thickness of the first gasket may be 100 탆 or more and 1000 탆 or less.

상기 제2 가스켓은 상기 캐소드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 가질 수 있다. The second gasket may be provided so as not to overlap with the cathode catalyst layer and may have a through-hole penetrating in the thickness direction.

막 전극 접합체의 평면도를 기준으로, 상기 캐소드 촉매층과 상기 제2 가스켓의 이격거리는 10㎛ 이상 10cm 이하일 수 있다. The separation distance between the cathode catalyst layer and the second gasket may be 10 占 퐉 or more and 10 cm or less based on the plan view of the membrane electrode assembly.

상기 제2 가스켓의 두께는 100㎛ 이상 1000㎛ 이하일 수 있다. The thickness of the second gasket may be 100 탆 or more and 1000 탆 or less.

상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께는 같거나 서로 상이할 수 있다. The thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket may be the same or different from each other.

상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께는 서로 상이할 수 있다. 상기 제1 및 제2 가스켓의 두께가 서로 상이할 경우, 상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께의 차이는 0㎛ 초과 1000㎛ 미만일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께의 차이는 10㎛ 이상 500㎛ 이하일 수 있다. The thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket may be different from each other. When the thicknesses of the first and second gaskets are different from each other, a difference between the thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket may be more than 0 탆 and less than 1000 탆. Specifically, the difference between the thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket may be 10 μm or more and 500 μm or less.

상기 제1 가스켓 및 제2 가스켓의 재질은 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 재료를 선택할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 가스켓 및 제2 가스켓은 각각 독립적으로 테프론 코팅 시트(Fabric cloth Teflon), Glass fabic cloth, Teflon glass fabric, 실리콘 시트, 실리콘 러버 시트 및 실리콘 패드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The materials of the first gasket and the second gasket are not particularly limited, and materials generally used in the art can be selected. For example, the first gasket and the second gasket may each independently include at least one of a Fabric cloth Teflon, a Glass fabric cloth, a Teflon glass fabric, a silicone sheet, a silicone rubber sheet, and a silicone pad .

상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층은 전류전도체로서의 역할과 함께 반응 가스와 물의 이동 통로가 되는 것으로, 다공성의 구조를 가진다. 따라서, 상기 기체확산층은 도전성 기재를 포함하여 이루어질 수 있다. The anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer serve as a current conductor and have a porous structure as a reaction gas and water flow path. Therefore, the gas diffusion layer may include a conductive base material.

상기 도전성 기재로는 당해 기술 분야에 알려져 있는 통상적인 재료를 사용할 수 있으나, 예를 들면 탄소 페이퍼(Carbon paper), 탄소 천(Carbon cloth) 또는 탄소 펠트(Carbon felt)가 바람직하게 사용될 수 있으며 이에 한정되지 않는다.As the conductive base material, any conventional materials known in the art can be used. For example, carbon paper, carbon cloth or carbon felt can be preferably used. It does not.

상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층의 두께는 각각 200㎛ 이상 600㎛ 이하일 수 있다.The thicknesses of the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer may be 200 占 퐉 or more and 600 占 퐉 or less, respectively.

상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 두께의 차이는 0㎛ 이상 400㎛ 이하일 수 있다. 이 경우 애노드와 캐소드의 기체확산층의 압축율 차이를 기체확산층의 두께 차이로 제어할 수 있는 장점이 있다.The difference in thickness between the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer may be 0 占 퐉 or more and 400 占 퐉 or less. In this case, the difference in compressibility between the anode and cathode gas diffusion layers can be controlled by the thickness difference of the gas diffusion layer.

상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률은 각각 독립적으로 1% 이상 50%일 수 있다. The compressibility of the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer may independently be 1% to 50%.

상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축은 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 핫 프레스 플레이트를 이용하여 두께방향으로 열압착함으로써 압축되거나, 상기 조립된 막 전극 접합체를 단위전지로 체결함으로써, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층이 두께방향으로 압착될 수 있다. The anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer are compressed by compressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in a thickness direction using a hot press plate or by tightening the assembled membrane electrode assembly with a unit cell, The gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer can be pressed in the thickness direction.

상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축은 조립된 막 전극 접합체를 단위전지로 체결함으로써, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층이 두께방향으로 압착될 수 있다.The anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer can be compressed in the thickness direction by tightening the assembled membrane electrode assembly with a unit cell.

상기 막 전극 접합체를 단위전지체결에 의해서 기체확산층이 압축되는 경우, 막 전극 접합체의 단위전지의 체결을 풀면 기체확산층의 두께가 일부 또는 전부가 초기의 두께로 회복될 수 있다. 여기서, 상기 기체확산층의 압축율은 촉매층, 가스켓 및 보호필름의 두께는 압축에 의해서 변경되지 않는다는 가정하에, 압축에 의한 기체확산층의 두께 변화로 계산된다.In the case where the gas diffusion layer is compressed by unit cell clamping of the membrane electrode assembly, if the unit cell of the membrane electrode assembly is unfastened, a part or all of the thickness of the gas diffusion layer can be restored to an initial thickness. Here, the compressibility of the gas diffusion layer is calculated as a change in the thickness of the gas diffusion layer by compression, on the assumption that the thickness of the catalyst layer, the gasket and the protective film are not changed by compression.

상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률의 차이는 1 % 이상 49 % 이하일 수 있다. 이 경우 압축율 차이를 이용하여 전지 성능을 개선할 수 있는 장점이 있다. The difference between the compressibility of the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer may be 1% or more and 49% or less. In this case, there is an advantage that battery performance can be improved by using a difference in compression ratio.

상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률의 차이는 3% 이상 35% 이하일 수 있다.The difference between the compressibility of the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer may be 3% or more and 35% or less.

상기 애노드 기체확산층의 압축률은 하기 식 1으로 계산되고, 상기 캐소드 기체확산층의 압축률은 하기 식 2로 계산될 수 있다. The compressibility of the anode gas diffusion layer is calculated by the following equation 1, and the compressibility of the cathode gas diffusion layer can be calculated by the following equation (2).

[식 1][Formula 1]

애노드 기체확산층의 압축률(%) = (T1-T2)×100/T3 Compression rate (%) of the anode gas diffusion layer = (T 1 -T 2 ) × 100 / T 3

[식 2][Formula 2]

캐소드 기체확산층의 압축률(%) = (T4-T5)×100/T6 Compression rate (%) of the cathode gas diffusion layer = (T 4 -T 5 ) × 100 / T 6

상기 식 1 및 식 2에서, T1은 압착 전 애노드 촉매층과 애노드 기체확산층의 두께의 합이고, T2는 압착 전 제1 보호필름과 제1 가스켓의 두께의 합이며, T3은 압착 전 애노드 기체확산층의 두께이고, T4은 압착 전 캐소드 촉매층과 캐소드 기체확산층의 두께의 합이며, T5는 압착 전 제2 보호필름과 제2 가스켓의 두께의 합이고, T6은 압착 전 캐소드 기체확산층의 두께이다.T 1 is the sum of the thicknesses of the anode catalyst layer before the compression and the anode gas diffusion layer, T 2 is the sum of the thicknesses of the first protective film and the first gasket before compression, and T 3 is the thickness T 4 is a sum of thicknesses of the cathode catalyst layer and the cathode gas diffusion layer before compression, T 5 is a sum of thicknesses of the second protective film and the second gasket before compression, and T 6 is a thickness of the cathode diffusion layer .

고분자 전해질 연료전지의 막 전극 접합체(MEA, Membrane Electrode Assembly)에서는 애노드 에서의 수소 산화 반응과 캐소드에서의 산화 환원 반응이 일어난다. 여기서 생성된 수소이온은 전해질 막 내부에서 물과 함께 애노드에서 캐소드 방향으로 움직인다. 따라서 애노드 측면에 맞닿은 부분은 물이 부족한 상태가 되고 캐소드 측면에서는 물이 넘치는 플로딩(flooding) 상태가 발생하며 이러한 현상은 단위전지 셀에서 뽑아내는 전류의 양이 많아 질수록 더 가속화된다. In a membrane electrode assembly (MEA) of a polymer electrolyte fuel cell, a hydrogen oxidation reaction occurs at the anode and a redox reaction occurs at the cathode. The generated hydrogen ions move in the direction from the anode to the cathode together with the water inside the electrolyte membrane. As a result, a flooding phenomenon occurs in which water abuts on the side of the anode and water floats on the side of the cathode. This phenomenon accelerates as the amount of electric current drawn from the unit cell increases.

일반적으로 연료전지 MEA에서 애노드와 캐소드의 상이한 반응 환경에 대한 최적화를 위해서는 전극을 제조할 때 이오노머의 종류와 함량, 카본 지지체의 종류, 촉매 로딩량등을 조절하여 비대칭적인 촉매를 구성하는 방법으로 개발이 많이 진행된다. 이 경우는 공정이 복잡해지거나 비용이 증가하는 단점이 있다.In general, in order to optimize the reaction environment between the anode and the cathode in the fuel cell MEA, it is necessary to develop an asymmetric catalyst by controlling the type and content of the ionomer, the kind of the carbon support, This is a lot going on. In this case, the process is complicated and the cost is increased.

본 발명에서는 상이한 두 전극 간의 반응 환경에 대한 저항을 최소화하고자 보다 간단하게 애노드와 캐소드에 맞닿는 GDL의 압축율을 조절하여 운전 환경에 따른 물의 생성 및 이동에 대한 저항 요인을 낮추고자 하였다. 이를 통해 동일한 전해질 막, 동일 구성의 전극 재료로 이루어진 MEA의 경우에도 기체확산층(GDL)의 비대칭 압축을 통해 전기 화학 반응이 진행되는 셀 내부에서 물이 부족하거나 넘치는 국부적 부분에 대한 저항 요인을 제거할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 효과는 연료전지 구동 시 가습상태가 높은 경우에는 캐소드 측의 플로딩 문제 해결 및 많은 양의 전류를 뽑아낼 때 애노드 측의 건조한 상태를 완화시켜 보다 향상된 연료전지 성능을 구현하는 것이다.In the present invention, in order to minimize the resistance to the reaction environment between two different electrodes, the compressibility of the GDL contacting the anode and the cathode is more easily controlled so as to lower the resistance to water production and migration according to the operating environment. As a result, even in the case of an MEA composed of the same electrolyte membrane and electrode material of the same constitution, it is possible to eliminate the resistance to a local part where water is lacking or overflows in the cell where the electrochemical reaction proceeds through asymmetric compression of the gas diffusion layer . Specifically, the effect of the present invention is to solve the flooding problem on the cathode side when the humidifying state is high and to improve the fuel cell performance by reducing the dry state on the anode side when a large amount of current is extracted will be.

본 명세서는 상기 막 전극 접합체를 포함하는 연료 전지를 제공한다. The present specification provides a fuel cell including the membrane electrode assembly.

본 명세서의 또 하나의 실시상태는 본 명세서에 따른 2 이상의 막 전극 접합체와 막 전극 접합체들 사이에 구비된 세퍼레이터를 포함하는 스택; 연료를 스택으로 공급하는 연료 공급부; 및 산화제를 스택으로 공급하는 산화제 공급부를 포함하는 연료전지를 제공한다. Another embodiment of the present disclosure relates to a stack comprising two or more membrane electrode assemblies according to the present disclosure and a separator provided between the membrane electrode assemblies; A fuel supply unit for supplying fuel to the stack; And an oxidant supply part for supplying the oxidant to the stack.

도 3은 연료전지의 구조를 개략적으로 도시한 것으로, 연료전지는 스택(60), 산화제 공급부(70) 및 연료 공급부(80)를 포함하여 이루어진다.3 schematically shows the structure of a fuel cell, which includes a stack 60, an oxidant supply unit 70, and a fuel supply unit 80. [

스택(60)은 상술한 막 전극 접합체를 하나 또는 둘 이상 포함하며, 막 전극 접합체가 둘 이상 포함되는 경우에는 이들 사이에 개재되는 세퍼레이터를 포함한다. 세퍼레이터는 막 전극 접합체들이 전기적으로 연결되는 것을 막고 외부에서 공급된 연료 및 산화제를 막 전극 접합체로 전달하는 역할을 한다.The stack 60 includes one or more of the membrane electrode assemblies described above and includes a separator interposed therebetween when two or more membrane electrode assemblies are included. The separator serves to prevent the membrane electrode assemblies from being electrically connected and to transfer the fuel and oxidant supplied from the outside to the membrane electrode assembly.

산화제 공급부(70)는 산화제를 스택(60)으로 공급하는 역할을 한다. 산화제로는 산소가 대표적으로 사용되며, 산소 또는 공기를 펌프(70)로 주입하여 사용할 수 있다.The oxidant supply part 70 serves to supply the oxidant to the stack 60. As the oxidizing agent, oxygen is typically used, and oxygen or air can be injected into the pump 70 and used.

연료 공급부(80)는 연료를 스택(60)으로 공급하는 역할을 하며, 연료를 저장하는 연료탱크(81) 및 연료 탱크(81)에 저장된 연료를 스택(60)으로 공급하는 펌프(82)로 구성될 수 있다. 연료로는 기체 또는 액체 상태의 수소 또는 탄화수소 연료가 사용될 수 있다. 탄화수소 연료의 예로는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 또는 천연가스를 들 수 있다.The fuel supply unit 80 serves to supply the fuel to the stack 60 and includes a fuel tank 81 for storing the fuel and a pump 82 for supplying the fuel stored in the fuel tank 81 to the stack 60 Lt; / RTI > As the fuel, gas or liquid hydrogen or hydrocarbon fuel may be used. Examples of hydrocarbon fuels include methanol, ethanol, propanol, butanol or natural gas.

본 명세서는 전해질막의 일면에 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 보호필름을 적층하는 단계; 상기 제1 보호필름이 구비된 전해질막 상에 애노드 촉매층을 적층하는 단계; 상기 애노드 촉매층과 겹치지 않도록 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 가스켓을 적층하는 단계; 상기 제1 가스켓의 관통홀에 상기 제1 가스켓의 두께보다 두꺼운 애노드 기체확산층을 삽입하는 단계; 상기 전해질막 중 상기 제1 보호필름이 구비되는 면의 반대면에 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 적층하는 단계; 상기 제2 보호필름이 구비된 전해질막 상에 캐소드 촉매층을 적층하는 단계; 상기 캐소드 촉매층과 겹치지 않도록 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 가스켓을 적층하는 단계; 상기 제2 가스켓의 관통홀에 상기 제2 가스켓의 두께보다 두꺼운 캐소드 기체확산층을 삽입하여 막 전극 접합체를 조립하는 단계; 및 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 두께방향으로 압착하는 단계를 포함하고, 상기 압착하는 단계에서, 압착된 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률이 서로 상이한 것인 막 전극 접합체의 제조방법을 제공한다.The present invention relates to a method of manufacturing a thin film transistor, comprising: laminating a first protective film having through holes penetrating in a thickness direction on one surface of an electrolyte membrane; Depositing an anode catalyst layer on an electrolyte membrane provided with the first protective film; Stacking a first gasket having through holes penetrating in the thickness direction so as not to overlap with the anode catalyst layer; Inserting an anode gas diffusion layer having a thickness larger than the thickness of the first gasket in the through-hole of the first gasket; Stacking a second protective film having a through hole penetrating in the thickness direction on the opposite surface of the electrolyte membrane on which the first protective film is provided; Laminating a cathode catalyst layer on an electrolyte membrane having the second protective film; Stacking a second gasket having a through-hole penetrating in the thickness direction so as not to overlap with the cathode catalyst layer; Assembling the membrane electrode assembly by inserting a cathode gas diffusion layer having a thickness larger than the thickness of the second gasket in the through-hole of the second gasket; And compressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in the thickness direction, wherein in the compression step, the compressibility of the pressed anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer are different from each other do.

상기 막 전극 접합체의 제조방법은 막 전극 접합체 및 연료 전지에 대하여 상술한 바를 인용할 수 있다.The above-described method for producing the membrane electrode assembly can be referred to the above for the membrane electrode assembly and the fuel cell.

상기 막 전극 접합체의 제조방법의 각 단계에서 각 층을 적층하는 방법은 특별히 한정하지 않으며, 당 기술분야에서 사용하는 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 상기 막 전극 접합체의 제조방법의 각 단계에서 각 층을 적층하는 방법은 열압착 또는 라미네이트법일 수 있다. The method of laminating each layer in each step of the method for producing the membrane electrode assembly is not particularly limited and a method used in the art can be employed. For example, the method of laminating each layer in each step of the method for producing the membrane electrode assembly may be a thermo compression bonding or a lamination method.

상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 두께방향으로 압착하는 단계는 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 핫 프레스 플레이트를 이용하여 두께방향으로 열압착하는 단계; 및 상기 조립된 막 전극 접합체를 단위전지로 체결함으로써, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층이 두께방향으로 압착되는 단계 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The step of pressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in the thickness direction may include: thermocompression bonding the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in the thickness direction using a hot press plate; And a step in which the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer are pressed in a thickness direction by tightening the assembled membrane electrode assembly with a unit cell.

상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 두께방향으로 압착하는 단계는 상기 조립된 막 전극 접합체를 단위전지로 체결함으로써, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층이 두께방향으로 압착되는 단계를 포함할 수 있다.The step of pressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in the thickness direction may include pressing the assembled membrane electrode assembly with a unit cell so that the anode diffusion layer and the cathode diffusion layer are pressed in the thickness direction.

상기 단위전지의 체결단계는 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층 상에 각각 바이폴라 플레이트 또는 앤드 플레이트를 적층하고, 상기 바이폴라 플레이트 또는 앤드 플레이트에 힘을 가해서 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 두께방향으로 압착할 수 있다. The bonding step of the unit cells may be performed by laminating a bipolar plate or an end plate on the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer, respectively, and pressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in the thickness direction by applying a force to the bipolar plate or end plate have.

상기 압착하는 단계에서, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층은 각각 제1 가스켓 및 제2 가스켓이 위치된 높이까지 두께가 줄어들면서 압축된다. 압착 전 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층의 두께는 동일하거나 상이할 수 있으며, 압착 전 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층의 두께와 상관없이 각 전극의 가스켓의 두께를 변화시켜 기체확산층의 압축률을 비대칭으로 조절할 수 있다. 더 나아가, 상기 기체확산층의 압축률은 가스켓의 두께뿐만 아니라 보호필름의 두께도 변화시켜 비대칭으로 조절할 수 있다. In the compressing step, the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer are compressed while being reduced in thickness to a height at which the first gasket and the second gasket are located, respectively. The thicknesses of the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer before compression can be the same or different and the compression ratio of the gas diffusion layer can be adjusted asymmetrically by changing the thickness of the gasket of each electrode irrespective of the thicknesses of the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer before compression . Furthermore, the compression ratio of the gas diffusion layer can be adjusted asymmetrically by varying not only the thickness of the gasket but also the thickness of the protective film.

상기 압착하는 단계에서, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 압착하는 힘은 동일할 수 있다. In the pressing step, the force for pressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer may be the same.

압착 전의 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층은 서로 동일한 기체확산층을 사용할 수 있다. 구체적으로, 압착 전의 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층은 두께, 재질, 기공도 등의 특징이 동일 또는 유사할 수 있다. The anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer before compression can use the same gas diffusion layer. Specifically, the characteristics of the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer before compression can be the same or similar in thickness, material, porosity, and the like.

상기 압착하는 단계에서, 상기 애노드 기체확산층의 압축률은 하기 식 1으로 계산되고, 상기 캐소드 기체확산층의 압축률은 하기 식 2로 계산될 수 있다.In the pressing step, the compressibility of the anode gas diffusion layer is calculated by the following equation (1), and the compressibility of the cathode gas diffusion layer may be calculated by the following equation (2).

[식 1][Formula 1]

애노드 기체확산층의 압축률(%) = (T1-T2)×100/T3 Compression rate (%) of the anode gas diffusion layer = (T 1 -T 2 ) × 100 / T 3

[식 2][Formula 2]

캐소드 기체확산층의 압축률(%) = (T4-T5)×100/T6 Compression rate (%) of the cathode gas diffusion layer = (T 4 -T 5 ) × 100 / T 6

상기 식 1 및 식 2에서, T1은 압착 전 애노드 촉매층과 애노드 기체확산층의 두께의 합이고, T2는 압착 전 제1 보호필름과 제1 가스켓의 두께의 합이며, T3은 압착 전 애노드 기체확산층의 두께이고, T4은 압착 전 캐소드 촉매층과 캐소드 기체확산층의 두께의 합이며, T5는 압착 전 제2 보호필름과 제2 가스켓의 두께의 합이고, T6은 압착 전 캐소드 기체확산층의 두께이다.T 1 is the sum of the thicknesses of the anode catalyst layer before the compression and the anode gas diffusion layer, T 2 is the sum of the thicknesses of the first protective film and the first gasket before compression, and T 3 is the thickness T 4 is a sum of thicknesses of the cathode catalyst layer and the cathode gas diffusion layer before compression, T 5 is a sum of thicknesses of the second protective film and the second gasket before compression, and T 6 is a thickness of the cathode diffusion layer .

이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples. However, the following embodiments are intended to illustrate the present disclosure and are not intended to limit the present disclosure.

[실시예][Example]

[실시예 1][Example 1]

보호필름과 전극 촉매층의 두께는 10㎛로 동일하게 구비하고, 단위전지 체결 전 애노드 기체확산층의 두께가 450㎛이고 두께가 430㎛인 제1 가스켓을 구비하고, 단위전지 체결에 의해 애노드 기체확산층은 제1 가스켓과 동일 높이까지 두께방향으로 압착됐다.The first gasket having the thickness of the protective film and the electrode catalyst layer equal to 10 占 퐉 and having the thickness of the anode diffusion layer of 450 占 퐉 and the thickness of 430 占 퐉 before assembly of the unit cells, And pressed to the same height as the first gasket in the thickness direction.

보호필름과 전극 촉매층의 두께는 10㎛로 동일하게 구비하고, 단위전지 체결 전 캐소드 기체확산층의 두께가 450㎛이고 두께가 350㎛인 제2 가스켓을 구비하고, 단위전지 체결에 의해 캐소드 기체확산층은 제2 가스켓과 동일 높이까지 두께방향으로 압착됐다.The protective film and the electrode catalyst layer have the same thickness of 10 mu m. The cathode gas diffusing layer has a thickness of 450 mu m and a thickness of 350 mu m before the unit cell is bonded. And pressed to the same height as the second gasket in the thickness direction.

애노드측 기체확산층의 압축률을 4%로 캐소드측 기체확산층의 압축률을 22%로 막 전극 접합체를 제조했다. A membrane electrode assembly was manufactured at a compressibility of 4% for the anode-side gas diffusion layer and a compression ratio of 22% for the cathode-side gas diffusion layer.

[실시예 2][Example 2]

실시예 1과 반대로, 애노드측 기체확산층의 압축률을 22%로 캐소드측 기체확산층의 압축률을 4%로 막 전극 접합체를 제조했다.As opposed to Example 1, a membrane electrode assembly was manufactured at a compressibility of 22% for the anode-side gas diffusion layer and a compression ratio of 4% for the cathode-side gas diffusion layer.

[비교예 1][Comparative Example 1]

애노드측 기체확산층의 압축률을 22%로 캐소드측 기체확산층의 압축률을 22%로 막 전극 접합체를 제조했다.A membrane electrode assembly was manufactured at a compression ratio of 22% for the anode-side gas diffusion layer and a compression ratio of 22% for the cathode-side gas diffusion layer.

[실험예 1][Experimental Example 1]

막 전극 접합체 성능평가Performance evaluation of membrane electrode assembly

성능 평가 조건은 셀 온도 70℃, 상압, 유량의 화학양론(Stoichiometry)은 애노드(수소)와 캐소드(공기)에서 각각 1.5, 2.0이었다. 측정 절차는 전류밀도를 처음 0 mA/cm2(OCV, Open circuit voltage)에서 시작하여 100 mA/cm2간격으로 증가하면서 측정하는데 최대 1500 mA/cm2까지 측정한 후 반대로 전류밀도를 감소시키면서 OCV까지 측정하게 된다. 셀온도 70℃를 기준으로 상대습도 100%, 50%, 32%순으로 변경해가며 측정했다. 0.6V에서 전류밀도를 비교한 결과를 표 1에 나타내고, 1300 mA/cm2에서의 전압값을 비교한 결과를 표 2에 나타냈다. The performance evaluation conditions were cell temperature of 70 ℃, atmospheric pressure, and stoichiometry of flow rate were 1.5 and 2.0 in anode (hydrogen) and cathode (air), respectively. The measurement procedure starts with measuring the current density at 100 mA / cm 2 intervals starting from the first 0 mA / cm 2 (OCV), measuring up to 1500 mA / cm 2 , . Relative humidity was changed in the order of 100%, 50% and 32% based on a cell temperature of 70 ° C. Shows the result of comparing the current density at 0.6V are shown in Table 1, it is shown the results of comparing the voltage values at 1300 mA / cm 2 are shown in Table 2.

[표 1][Table 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

[표 2][Table 2]

Figure pat00002
Figure pat00002

RH100%의 가습이 충분한 상태에서는 실시예 1의 경우처럼 애노드 측의 GDL의 압축율을 낮추어 높은 current를 뽑을 시 물이 부족해지는 애노드 측 전해질 막 부분에 보다 원할하게 가습 가스가 공급되어 물이 부족한 상황을 해소해주는 것으로 여겨진다.When humidification of RH 100% is sufficient, the compressibility of the GDL on the anode side is lowered as in the case of Example 1, and when a high current is drawn, a humidifying gas is supplied more smoothly to the anode electrolyte membrane portion, It seems to be resolved.

실시예 2의 경우에는 캐소드 측의 GDL 압축율을 낮추어 높은 전류를 뽑을 시 물이 넘쳐나는 캐소드 측에서 보다 원활하게 촉매에서 생성된 물이 제거되어 비교예 1 대비하여 향상된 수치를 나타내는 것으로 판단된다.In the case of Example 2, it was judged that the GDL compression ratio at the cathode side was lowered and water produced in the catalyst was smoothed more smoothly on the cathode side where the water overflowed when a high current was drawn, indicating an improved value compared to Comparative Example 1.

RH50%에서는 표 1의 0.6V의 전류밀도 값에서는 실시예 1 및 2가 비교예 1와 비교하여 큰 차이가 없는 것으로 보여지나 표 2의 보다 높은 전류를 뽑아내는 1300mA/cm2에서는 역시 비교예 1 대비하여 조금 더 높은 전류값을 나타냄을 확인할 수 있다.At RH 50%, the current density values of Examples 1 and 2 are not significantly different from those of Comparative Example 1 at the current density of 0.6 V in Table 1, but at 1300 mA / cm 2 , It can be confirmed that the current value is slightly higher than that of the comparative example.

반면 RH32%에서는 가습 상태가 낮아서 전체적으로 RH 100과 50% 대비하여 성능 수치가 감소함을 확인할 수 있으며 이 경우에는 오히려 비교예 1의 조건이 보다 나은 성능을 나타냄을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of RH32%, the humidification state is low, and it is confirmed that the performance value is decreased by 50% compared with the RH 100 as a whole. In this case, the condition of Comparative Example 1 shows rather better performance.

결국 MEA의 가습 상태에 따른 운전 조건에 따라 GDL의 비대칭 압축이 긍정적인 효과를 나타낼 수가 있으며 특히 연료전지에서 현재 많이 적용되고 있는 100% 또는 50% 가습상태에서 긍정적인 결과를 보인다. As a result, the asymmetric compression of the GDL can have a positive effect depending on the operating conditions according to the humidification condition of the MEA. In particular, 100% or 50% humidification state, which is currently applied to the fuel cell, has a positive result.

10: 전해질막
20, 21: 촉매층
40, 41: 기체확산층
50: 캐소드
51: 애노드
60: 스택
70: 산화제 공급부
80: 연료 공급부
81: 연료 탱크
82: 펌프
100: 전해질막
210: 제1 보호필름
220: 애노드 촉매층
230: 제1 가스켓
240: 애노드 기체확산층
310: 제2 보호필름
320: 캐소드 촉매층
330: 제2 가스켓
340: 캐소드 기체확산층10: electrolyte membrane
20, 21: catalyst layer
40, 41: gas diffusion layer
50: cathode
51: anode
60: Stack
70: oxidant supplier
80: fuel supply unit
81: Fuel tank
82: Pump
100: electrolyte membrane
210: first protective film
220: anode catalyst layer
230: first gasket
240: anode gas diffusion layer
310: second protective film
320: cathode catalyst layer
330: Second gasket
340: cathode gas diffusion layer

Claims (16)

전해질막;
상기 전해질막의 일면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 보호필름;
상기 제1 보호필름이 구비된 전해질막 상에 구비된 애노드 촉매층;
상기 애노드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 가스켓;
상기 제1 가스켓의 관통홀에 삽입되는 애노드 기체확산층;
상기 전해질막 중 상기 제1 보호필름이 구비된 면의 반대면에 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 보호필름;
상기 제2 보호필름이 구비된 전해질막 상에 구비된 캐소드 촉매층;
상기 캐소드 촉매층과 겹치지 않도록 구비되고 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 가스켓; 및
상기 제2 가스켓의 관통홀에 삽입되는 캐소드 기체확산층을 포함하고,
상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률이 서로 상이한 것인 막 전극 접합체.An electrolyte membrane;
A first protective film provided on one surface of the electrolyte membrane and having through holes penetrating in the thickness direction;
An anode catalyst layer provided on the electrolyte membrane provided with the first protective film;
A first gasket provided so as not to overlap with the anode catalyst layer and having a through hole penetrating in the thickness direction;
An anode gas diffusion layer inserted into the through-hole of the first gasket;
A second protective film provided on a surface of the electrolyte membrane opposite to a surface on which the first protective film is provided and having through holes penetrating in the thickness direction;
A cathode catalyst layer provided on the electrolyte membrane provided with the second protective film;
A second gasket provided so as not to overlap with the cathode catalyst layer and having a through hole penetrating in the thickness direction; And
And a cathode gas diffusion layer inserted into the through-hole of the second gasket,
Wherein a compressibility of the anode gas diffusion layer and that of the cathode gas diffusion layer are different from each other. 청구항 1에 있어서, 상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률의 차이는 1 % 이상 49 % 이하인 것인 막 전극 접합체.The membrane-electrode assembly according to claim 1, wherein a difference in compressibility between the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is 1% or more and 49% or less. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께는 서로 상이한 것인 막 전극 접합체.The membrane-electrode assembly according to claim 1, wherein the thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket are different from each other. 청구항 3에 있어서, 상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께의 차이는 10㎛ 이상 500㎛ 이하인 것인 막 전극 접합체.The membrane-electrode assembly according to claim 3, wherein the difference between the thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket is 10 μm or more and 500 μm or less. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 보호필름의 두께와 제2 보호필름의 두께는 서로 상이한 것인 막 전극 접합체.The membrane-electrode assembly according to claim 1, wherein the thickness of the first protective film and the thickness of the second protective film are different from each other. 청구항 5에 있어서, 상기 제1 보호필름의 두께와 제2 보호필름의 두께의 차이는 0㎛ 초과 500㎛ 미만인 것인 막 전극 접합체.The membrane electrode assembly of claim 5, wherein the difference between the thickness of the first protective film and the thickness of the second protective film is greater than 0 micrometers but less than 500 micrometers. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항에 따른 막 전극 접합체를 포함하는 연료 전지.A fuel cell comprising the membrane electrode assembly according to any one of claims 1 to 6. 전해질막의 일면에 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 보호필름을 적층하는 단계;
상기 제1 보호필름이 구비된 전해질막 상에 애노드 촉매층을 적층하는 단계;
상기 애노드 촉매층과 겹치지 않도록 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제1 가스켓을 적층하는 단계;
상기 제1 가스켓의 관통홀에 상기 제1 가스켓의 두께보다 두꺼운 애노드 기체확산층을 삽입하는 단계;
상기 전해질막 중 상기 제1 보호필름이 구비되는 면의 반대면에 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 보호필름을 적층하는 단계;
상기 제2 보호필름이 구비된 전해질막 상에 캐소드 촉매층을 적층하는 단계;
상기 캐소드 촉매층과 겹치지 않도록 두께방향으로 관통된 관통홀을 갖는 제2 가스켓을 적층하는 단계;
상기 제2 가스켓의 관통홀에 상기 제2 가스켓의 두께보다 두꺼운 캐소드 기체확산층을 삽입하여 막 전극 접합체를 조립하는 단계; 및
상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 두께방향으로 압착하는 단계를 포함하고,
상기 압착하는 단계에서, 압착된 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률이 서로 상이한 것인 막 전극 접합체의 제조방법.Stacking a first protective film having through holes penetrating in a thickness direction on one surface of the electrolyte membrane;
Depositing an anode catalyst layer on an electrolyte membrane provided with the first protective film;
Stacking a first gasket having through holes penetrating in the thickness direction so as not to overlap with the anode catalyst layer;
Inserting an anode gas diffusion layer having a thickness larger than the thickness of the first gasket in the through-hole of the first gasket;
Stacking a second protective film having a through hole penetrating in the thickness direction on the opposite surface of the electrolyte membrane on which the first protective film is provided;
Laminating a cathode catalyst layer on an electrolyte membrane having the second protective film;
Stacking a second gasket having a through-hole penetrating in the thickness direction so as not to overlap with the cathode catalyst layer;
Assembling the membrane electrode assembly by inserting a cathode gas diffusion layer having a thickness larger than the thickness of the second gasket in the through-hole of the second gasket; And
And pressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in the thickness direction,
Wherein the compression ratio of the compressed anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is different from each other in the compression step. 청구항 8에 있어서, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 두께방향으로 압착하는 단계는
상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 핫 프레스 플레이트를 이용하여 두께방향으로 열압착하는 단계; 및
상기 조립된 막 전극 접합체를 단위전지로 체결함으로써, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층이 두께방향으로 압착되는 단계;
중 적어도 하나를 포함하는 것인 막 전극 접합체의 제조방법.9. The method of claim 8, wherein compressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in a thickness direction comprises:
Compressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer in a thickness direction using a hot press plate; And
The anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer being pressed in a thickness direction by tightening the assembled membrane electrode assembly with a unit cell;
And at least one of the first electrode and the second electrode. 청구항 8에 있어서, 상기 애노드 기체확산층과 캐소드 기체확산층의 압축률의 차이는 1 % 이상 49 % 이하인 것인 막 전극 접합체의 제조방법.The method for producing a membrane electrode assembly according to claim 8, wherein a difference in compressibility between the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is 1% or more and 49% or less. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께는 서로 상이한 것인 막 전극 접합체의 제조방법.The method according to claim 8, wherein the thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket are different from each other. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 가스켓의 두께와 제2 가스켓의 두께의 차이는 10㎛ 이상 500㎛ 이하인 것인 막 전극 접합체의 제조방법.12. The method of manufacturing a membrane-electrode assembly according to claim 11, wherein a difference between the thickness of the first gasket and the thickness of the second gasket is 10 탆 or more and 500 탆 or less. 청구항 8에 있어서, 상기 제1 보호필름의 두께와 제2 보호필름의 두께는 서로 상이한 것인 막 전극 접합체의 제조방법.The method according to claim 8, wherein the thickness of the first protective film and the thickness of the second protective film are different from each other. 청구항 13에 있어서, 상기 제1 보호필름의 두께와 제2 보호필름의 두께의 차이는 0㎛ 초과 500㎛ 미만인 것인 막 전극 접합체의 제조방법.[14] The method of claim 13, wherein the difference between the thickness of the first protective film and the thickness of the second protective film is greater than 0 [mu] m but less than 500 [mu] m. 청구항 8에 있어서, 상기 압착하는 단계에서, 상기 애노드 기체확산층 및 캐소드 기체확산층을 압착하는 힘은 동일한 것인 막 전극 접합체의 제조방법.9. The method of manufacturing a membrane-electrode assembly according to claim 8, wherein, in the pressing step, the force for pressing the anode gas diffusion layer and the cathode gas diffusion layer is the same. 청구항 8에 있어서, 상기 압착하는 단계에서, 상기 애노드 기체확산층의 압축률은 하기 식 1으로 계산되고,
상기 캐소드 기체확산층의 압축률은 하기 식 2로 계산되는 것인 막 전극 접합체의 제조방법:
[식 1]
애노드 기체확산층의 압축률(%) = (T1-T2)×100/T3
[식 2]
캐소드 기체확산층의 압축률(%) = (T4-T5)×100/T6
상기 식 1 및 식 2에서,
T1은 압착 전 애노드 촉매층과 애노드 기체확산층의 두께의 합이고,
T2는 압착 전 제1 보호필름과 제1 가스켓의 두께의 합이며,
T3은 압착 전 애노드 기체확산층의 두께이고,
T4은 압착 전 캐소드 촉매층과 캐소드 기체확산층의 두께의 합이며,
T5는 압착 전 제2 보호필름과 제2 가스켓의 두께의 합이고,
T6은 압착 전 캐소드 기체확산층의 두께이다.The method according to claim 8, wherein, in the pressing step, the compression ratio of the anode gas diffusion layer is calculated by the following formula 1,
And the compressibility of the cathode gas diffusion layer is calculated by the following equation (2): < EMI ID =
[Formula 1]
Compression rate (%) of the anode gas diffusion layer = (T 1 -T 2 ) × 100 / T 3
[Formula 2]
Compression rate (%) of the cathode gas diffusion layer = (T 4 -T 5 ) × 100 / T 6
In the above Equations 1 and 2,
T 1 is the sum of the thicknesses of the anode catalyst layer and the anode gas diffusion layer before compression,
T 2 is the sum of the thicknesses of the first protective film and the first gasket before compression,
T 3 is the thickness of the anode gas diffusion layer before compression,
T 4 is the sum of the thicknesses of the cathode catalyst layer and the cathode gas diffusion layer before compression,
T 5 is the sum of the thicknesses of the second protective film and the second gasket before compression,
T 6 is the thickness of the cathode gas diffusion layer before compression.
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