公开(公告)号：KR1020020030963A

公开(公告)日：2002-04-26

申请号：KR1020000061496

申请日：2000-10-19

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 김창수 ,  백동현 ,  양태현 ,  박구곤 ,  곽상희 ,  윤기현

IPC: H01M8/24

Abstract: PURPOSE: Provided are a self-humidifying polymer membrane for a polymer fuel cell, which is produced by using a sputtering method, and a process for producing a self-humidifying polymer membrane/electrode laminate by using the self-humidifying polymer membrane. CONSTITUTION: The self-humidifying polymer membrane is produced by a process comprising the steps of: forming a pre-foamed precursor sheet by hot pressing or rolling a perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin; laminating platinum particles on one side of the pre-foamed precursor sheet by sputtering; laminating closely other pre-foamed precursor sheet on the platinum laminated side; making a pre-foamed precursor sheet laminate by hot pressing or rolling the laminated two pre-foamed precursor sheets; impregnating the pre-foamed precursor sheet laminate in a caustic soda solution to produce Na+ type perfluorosulfonate polymer membrane. And the process for producing the self-humidifying polymer membrane/electrode laminate comprises the steps of: making the electrode by coating a film with a catalyst ink comprising platinum coated carbon, a nafion solution, glycerol, and tetrabutyl ammonium hydroxide; laminating the electrode on the Na+ type polymer membrane and hot pressing; soaking the self-humidifying polymer membrane/electrode laminate in a sulfuric acid solution to produce H+ type polymer membrane/electrode laminate; cleansing the H+ type polymer membrane/electrode laminate with deionized pure water many times.

Abstract translation: 目的：提供通过使用溅射法制造的用于聚合物燃料电池的自加湿聚合物膜，以及使用自加湿聚合物膜制造自加湿聚合物膜/电极层压体的方法。 构成：通过包括以下步骤的方法制造自加湿聚合物膜：通过热压或轧制全氟磺酰氟/ TFE共聚物树脂形成预发泡前体片; 通过溅射在预发泡前体片的一侧上层压铂颗粒; 在铂层压密封上紧密地层压其他预发泡前体片; 通过热压或轧制层压的两个预发泡前体片来制备预发泡前体片层合物; 将预发泡的前体片层合物浸渍在苛性钠溶液中以产生Na +型全氟磺酸盐聚合物膜。 制造自加湿聚合物膜/电极层压体的方法包括以下步骤：通过用包含铂包覆的碳，nafion溶液，甘油和四丁基氢氧化铵的催化剂油墨涂覆膜来制造电极; 在Na +型聚合物膜上层压电极并进行热压; 将自加湿聚合物膜/电极层压体浸渍在硫酸溶液中以制备H +型聚合物膜/电极层压体; 用去离子纯水清洗H +型聚合物膜/电极层压板多次。

公开(公告)号：KR100328721B1

公开(公告)日：2002-03-20

申请号：KR1019990064130

申请日：1999-12-28

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 김창수 ,  전영갑 ,  백동현 ,  곽상희 ,  신동렬

IPC: H01M8/06

Abstract: 본발명은고분자연료전지(PEMFC)용복합체고분자막(composite polymer membrane)과이를이용한복합체고분자막/전극접합체(composite polymer membrane/electrode assembly)의제조방법에관한것이다. 본발명에따른고분자연료전지용복합체고분자막의제조방법은, 퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이공중합체레진을 200℃ - 250℃의온도에서열간가압또는롤링공정으로프리폼전구체시트(pre-formed precursor sheet)로성형하는단계와, 이프리폼전구체시트들사이에다공성멤브레인을삽입하고 200℃-250℃의온도범위에서열간가압또는롤링법으로복합체시트로성형하는단계와, 이복합체프리폼시트를가성소다(NaOH) 수용액중에서처리하여 Na형태로된 복합체퍼플루오로설포네이트고분자막으로전환시키는단계와, 상기 Na형태로된 복합체고분자막을 HSO용액중에서수화처리하여 H형태로된 복합체퍼플루오로설포네이트고분자막으로전환시킴으로서연료전지용복합체고분자막을제조하는단계로이루어지고, 이같은단계를통해서얻어진복합체고분자막에백금계통의촉매잉크를 120℃ - 200℃의온도에서열간가압함에의해또는필요에따라서이들복합체고분자막/전극접합체를 HSO용액중에서수화처리하여 H형태로된 복합체퍼플루오로설포네이트고분자막으로전환시킴으로서연료전지용복합체고분자막/전극접합체의제조가완료된다. 본발명의방법은, 종래의고분자연료전지에비해가스투과성(gas permeability)이낮고, 반응연료나산화제의크로스오버(reactants crossover)가적어서연료전지내에서이들이상호혼합(intermixing)되어연료전지성능을향상시킬수 있는장점이있다.

公开(公告)号：KR1020010061632A

公开(公告)日：2001-07-07

申请号：KR1019990064130

申请日：1999-12-28

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 김창수 ,  전영갑 ,  백동현 ,  곽상희 ,  신동렬

IPC: H01M8/06

Abstract: PURPOSE: A method for preparing a composite polymer membrane of polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC) is provided, which lowers a price of the polymer membrane, produces the electrolytic polymer membrane having a relatively thin thickness and reduces expansion and contraction of the polymer membrane. And a method for preparing a composite polymer membrane/electrode assembly by using the same is provided. CONSTITUTION: The method for preparing a composite polymer membrane comprises steps of: (i) hot pressing or rolling a perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin at 200-250 deg.C to obtain a pre-formed precursor sheet; (ii) after inserting a porous membrane in the center of the pre-formed precursor sheet, hot pressing or rolling it to obtain a composite sheet of the pre-formed precursor and the porous membrane; (iii) treating the composite sheet with an aqueous solution of sodium hydroxide in a 5-30 weight ratio to convert the composite pre-formed sheet consisting of the composite perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin into a Na+ formed composite perfluorosulfonate polymer membrane; and (iv) hydrating the Na+ formed composite perfluorosulfonate polymer membrane to convert it into a H+ formed composite perfluorosulfonate polymer membrane. The composite polymer membrane/electrode assembly is prepared by the steps of: (i) hot pressing or rolling a perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin at 200-250 deg.C to obtain a pre-formed precursor sheet; (ii) after inserting a porous membrane in the center of the pre-formed precursor sheet, hot pressing or rolling it to obtain a composite sheet of the pre-formed precursor and the porous membrane; (iii) treating the composite sheet with an aqueous solution of sodium hydroxide in a 5-30 weight ratio to convert the composite pre-formed sheet consisting of the composite perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin into a Na+ formed composite perfluorosulfonate polymer membrane; (iv) coating the Na+ formed composite perfluorosulfonate polymer membrane with a platinum catalyst ink; and (v) hot pressing the catalyst ink coated composite polymer membrane at 120-200 deg.C to produce a composite polymer membrane/electrode assembly.

Abstract translation: 目的：提供一种制备聚合物电解质膜燃料电池（PEMFC）的复合聚合物膜的方法，降低了聚合物膜的价格，生产了具有较薄厚度的电解聚合物膜，并降低了聚合物膜的膨胀和收缩 。 并且提供了通过使用该复合聚合物膜/电极组件制备复合聚合物膜/电极组件的方法。 构成：制备复合聚合物膜的方法包括以下步骤：（i）在200-250℃热压或轧制全氟磺酰氟/ TFE共聚物树脂以获得预制前体片; （ii）在预先形成的前体片的中心插入多孔膜后，热压或滚压，得到预成型前体和多孔膜的复合片; （iii）以5-30重量比的氢氧化钠水溶液处理复合片材，将由复合全氟磺酰氟/ TFE共聚物树脂组成的复合预成型片材转变为形成Na +的复合全氟磺酸盐聚合物膜; 和（iv）使Na +形成的复合全氟磺酸盐聚合物膜水合，以将其转化成H +形成的复合全氟磺酸盐聚合物膜。 通过以下步骤制备复合聚合物膜/电极组件：（i）在200-250℃热压或轧制全氟磺酰氟/ TFE共聚物树脂以获得预成形的前体片; （ii）在预先形成的前体片的中心插入多孔膜后，热压或滚压，得到预成型前体和多孔膜的复合片; （iii）以5-30重量比的氢氧化钠水溶液处理复合片材，将由复合全氟磺酰氟/ TFE共聚物树脂组成的复合预成型片材转变为形成Na +的复合全氟磺酸盐聚合物膜; （iv）用铂催化剂油墨涂覆形成Na +的复合全氟磺酸盐聚合物膜; 和（v）在120-200℃热压催化剂油墨复合聚合物膜以制备复合聚合物膜/电极组件。

公开(公告)号：KR100343117B1

公开(公告)日：2002-07-05

申请号：KR1020000061496

申请日：2000-10-19

Applicant: 한국에너지기술연구원

Inventor： 김창수 ,  백동현 ,  양태현 ,  박구곤 ,  곽상희 ,  윤기현

IPC: H01M8/24

Abstract: 본 발명은 고분자 연료전지용 자기 가습 고분자막과, 자기 가습 고분자막/전극 접합체의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명 자기 가습 고분자막의 제조 방법은, 퍼플루오로설포닐 플루오라이드/티에프이 공중합체 레진을 열간 가압 내지는 롤링하여 프리폼 전구체 쉬트로 성형하는 단계와, 백금 입자를 스퍼터링에 의하여 전구체 쉬트의 일측 표면에 증착시키는 단계와, 백금 증착면에 백금을 증착시키지 않은 전구체 쉬트를 밀착 적층시키는 단계와, 상기 적층된 두 장의 전구체 쉬트를 열간 가압 내지는 롤링 처리하여 전구체 쉬트 접합체로 만드는 단계와, 완전히 결합된 상기 전구체 쉬트 접합체를 가성소다 용액 중에 침지시켜 Na
+ 형태의 고분자막으로 변환시키는 단계로 이루어진다. 그리고, 상기의 방법에 Na
+ 형태의 고분자막을 황산 수용액에 침지시켜 H
+ 형태의 고분자막으로 전환시키는 수화처리를 하는 공정이 부가될 수도 있다.
본 발명 고분자 연료전지용 고분자막/전극 접합체의 제조 방법은, 백금이 입혀진 카본을 나피온 용액 등을 혼합하여 촉매 잉크를 제조하는 단계와, 촉매 잉크를 필름 표면 위에 코팅하는 단계와, 촉매 잉크가 코팅된 필름을 진공 건조시키는 단계와, 상기 전극과 본 발명 방법에 의한 Na
+ 형태의 자기 가습 고분자막에 적층하는 단계와, 적층된 전극과 고분자막을 열간 가압법으로 압착시켜 자기 가습 고분자막/전극 접합체를 제조하는 단계와, 상기 접합체를 황산 용액중에 침지시키는 단계와, 접합체를 꺼내어 탈이온화된 순수물로서 세정하는 단계로 이루어진다.
본 발명의 자기 가습 고분자막 제조 방법은 고주파 마그네트론 스퍼터링에 의하여 백금을 증착시키는 수단을 사용함으로써, 증착량과 증착 범위의 조절이 쉬우며, 열간 가공에 의한 용융접합으로 전구체 쉬트를 결합시키고 증착된 백금 입자를 분산시킴으로써 화학반응을 통하여 고분자막 내부에 백금 촉매를 함침시키는 다른 방법들에 비해 비교적 간단하고 화학적으로도 안정한 특징이 있다.