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公开(公告)号：KR100644859B1
公开(公告)日：2006-11-13
申请号：KR1020030025832
申请日：2003-04-23
Applicant: 한국과학기술연구원
CPC classification number: Y02P70/56
Abstract: 본 발명에 따른 직접메탄올 연료전지용 고분자 전해질 복합막의 제조 방법은, 직접메탄올 연료전지용 고분자 전해질 막의 한쪽면 또는 양쪽면의 전체 또는 부분에 대하여 표면 처리 과정을 거치는 직접메탄올 연료전지용 복합막 제조 방법으로서, 상기 표면 처리 과정은 플라즈마 처리를 사용하여 고분자 전해질 막의 표면을 처리하는 단계(a); 및 상기 표면 처리 후, 플라즈마 유도 고분자 전해질막의 전체 또는 일부 표면에 그래프팅 반응을 진행시켜 상기 전해질막의 표면에 새로운 고분자 필름을 코팅하는 단계(b)를 포함하여 구성되며, 상기 단계(b)에서, 가교제를 모노머에 대하여 1 내지 5 몰%로 첨가하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 직접메탄올 연료전지용 고분자 전해질 복합막의 제조 방법에 있어서, 상기 플라즈마 처리시 플라즈마 조사에 사용되는 기체는 아르곤, 물, 공기, 질소, 산소, 수소, 프레온 기체, 및 메탄, 에탄, 에틸렌, 아세틸렌, 프로판, 부탄을 포함하는 탄화수소 기체로 구성되는 군으로부터 1 이상 선택되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 직접메탄올 연료전지용 고분자 전해질 복합막의 제조 방법에 있어서, 상기 고분자 전해질 막은 과불소화술폰산 계통인 나피온 막, 다우 케미칼 막, 플레미온 막, 아씨플렉스 막, 밤 막; 탄화수소 계통인 술폰화된 폴리이미드(PI) 막, 폴리에테르에테르케톤(PEEK) 막, 술폰화된 폴리포스포진 막, 술폰화된 폴리에테르술폰(PES) 막, 술폰화된 폴리벤지미다졸 막; 복합막인 프리미어 막, 폴리테트라플로로에틸렌/폴리비닐리덴플로라이드-헥사플로로프로필렌-그래프팅-폴리스티렌 공중합체(PTFE/PVDF-HFP-g-PS) 막, 나피온-실리카 블렌드 막, 나피온-PVDF 블렌드 막, 나피온-포스포텅스틱산(Nafion-phosphotungstic acid) 막; 또는 이온전도성 고분자 전해질이 30 내지 100%, 바람직하게는 70 내지 97% 포함된 복합 고분자 전해질 막인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 직접메탄올 연료전지용 고분자 전해질 복합막의 제조 방법에 있어서, 상기 플라즈마는 라디오주파수 플라즈마 장치 또는 마이크로파 플라즈마 장치를 이용하여 생성되며, 플라즈마 생성 출력은 10 와트(W) 내지 500 와트, 바람직하게는 50 와트 내지 200 와트의 세기 범위를 가지는 것을 특징으로 한다.
과불소화술폰산, 고분자 전해질 막, 플라즈마, 표면 처리, 그래프팅 반응, 표면 코팅, 메탄올 투과, 연료 전지, 수소이온전도도-
公开(公告)号：KR100569709B1
公开(公告)日：2006-04-11
申请号：KR1020040030525
申请日：2004-04-30
Applicant: 한국과학기술연구원
IPC: H01M4/88
Abstract: 본 발명에서는, 이온전도성 고분자 전해질막을 사용하는 연료전지용 MEA의 제조 방법에 있어서, 제조된 MEA를 열처리하는 단계(S1);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 MEA의 제조 방법을 개시한다. 그리고, 상기 제조 방법은, 상기 MEA중 촉매층 내부의 캐스팅 이오노머 및 전해질 막을 수화시키는 단계(S2);를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 연료전지용 전극의 제조 방법에 있어서, 탄소종이 또는 탄소천상에 촉매층이 형성된 전극을 열처리한 후, 상기 촉매층 내부의 캐스팅 이오노머를 수화시키는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 전극의 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 전극 및 MEA의 제조 방법에 따르면, 전극이나 MEA의 장기성능 향상을 위하여, 촉매층 내부에서 촉매의 바인더 역할을 하는 캐스팅 이오노머를 열처리함으로써 보다 안정적인 촉매층을 제공할 수 있고, 특히 DMFC의 경우, 이오노머가 연료인 메탄올에 의해 녹지 않게 할 수 있어 내구성을 향상할 수 있으며, 나아가, 과도한 열처리에 의한 캐스팅 이오노머나 전해질 막의 변화, 즉, 과도한 수분 증발에 의한 이온전도도 감소후, 별도의 수처리를 수행하여 성능을 더욱 높임에 따라 보다 높고 안정적인 장기성능을 달성할 수 있다.
직접 코팅, MEA, 내구성, 고성능, 열처리, 수처리, 진공오븐, 오토클레이브-
公开(公告)号：KR1020050105524A
公开(公告)日：2005-11-04
申请号：KR1020040030525
申请日：2004-04-30
Applicant: 한국과학기술연구원
IPC: H01M4/88
CPC classification number: H01M4/8882 , H01M4/881 , H01M4/8875 , H01M4/8878 , H01M4/8896 , H01M8/1004 , Y02E60/521 , Y02E60/523
Abstract: 본 발명에서는, 이온전도성 고분자 전해질막을 사용하는 연료전지용 MEA의 제조 방법에 있어서, 제조된 MEA를 열처리하는 단계(S1);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 MEA의 제조 방법을 개시한다. 그리고, 상기 제조 방법은, 상기 MEA중 촉매층 내부의 캐스팅 이오노머 및 전해질 막을 수화시키는 단계(S2);를 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서는, 연료전지용 전극의 제조 방법에 있어서, 탄소종이 또는 탄소천상에 촉매층이 형성된 전극을 열처리한 후, 상기 촉매층 내부의 캐스팅 이오노머를 수화시키는 단계(S3);를 포함하는 것을 특징으로 하는 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 전극의 제조 방법을 개시한다. 본 발명의 내구성과 고성능을 갖는 연료 전지용 전극 및 MEA의 제조 방법에 따르면, 전극이나 MEA의 장기성능 향상을 위하여, 촉매층 내부에서 촉매의 바인더 역할을 하는 캐스팅 이오노머를 열처리함으로써 보다 안정적인 촉매층을 제공할 수 있고, 특히 DMFC의 경우, 이오노머가 연료인 메탄올에 의해 녹지 않게 할 수 있어 내구성을 향상할 수 있으며, 나아가, 과도한 열처리에 의한 캐스팅 이오노머나 전해질 막의 변화, 즉, 과도한 수분 증발에 의한 이온전도도 감소후, 별도의 수처리를 수행하여 성능을 더욱 높임에 따라 보다 높고 안정적인 장기성능을 달성할 수 있다.
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公开(公告)号：KR1020040092024A
公开(公告)日：2004-11-03
申请号：KR1020030025832
申请日：2003-04-23
Applicant: 한국과학기술연구원
CPC classification number: Y02P70/56
Abstract: PURPOSE: A method for manufacturing a polymer electrolyte composite membrane for a fuel cell is provided to effectively modify the surface of membrane and to reduce the permeability of fuel. CONSTITUTION: The method comprises the process of treating the entire or a part of one or both surfaces of an ion-conductive polymer electrolyte membrane by plasma treatment, flame treatment, corona treatment, ultraviolet-ray treatment, laser treatment, x-ray treatment, gamma-ray treatment, electronic beam treatment, ionic beam treatment or sputtering. In the plasma treatment, at least one gas selected from the group consisting of argon, aqueous vapor, air, nitrogen, oxygen, hydrogen, freon gas, and a hydrocarbon gas including methane, ethane, ethylene, acetylene, propane and butane are employed. Further, the method may comprise the process of coating a polymer film on the treated surface of electrolyte membrane through grafting reaction and then, optionally the process of sulfonating the coated surface.
Abstract translation: 目的：提供一种用于制造燃料电池用聚合物电解质复合膜的方法，以有效地改变膜的表面并降低燃料的渗透性。 方案：该方法包括通过等离子体处理，火焰处理，电晕处理，紫外线处理，激光处理，x射线处理，离子导电聚合物电解质膜的离子导电聚合物电解质膜的一个或两个表面的整个或一部分的整个或一部分的处理， γ射线处理，电子束处理，离子束处理或溅射。 在等离子体处理中，使用选自氩，水蒸汽，空气，氮气，氧气，氢气，氟利昂气体和包括甲烷，乙烷，乙烯，乙炔，丙烷和丁烷在内的烃气体中的至少一种气体。 此外，该方法可以包括通过接枝反应在电解质膜的经处理的表面上涂覆聚合物膜，然后任选地将涂覆表面磺化的方法。
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