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다수의 제 1 촉매 입자가 이오노머 바인더 수지 및 용매에 분산된 촉매부 형성용 잉크방울을 연속적으로 접하도록 잉크젯 방식으로 전해질막 또는 기체확산층에 분사하여 촉매라인 또는 촉매스팟라인을 형성하며, 상기 복수의 촉매라인 또는 촉매스팟라인이 서로 접하도록 형성된 촉매부; 및
다수의 제 2 촉매 입자가 이오노머 바인더 수지 및 용매에 분산된 이오노머부 형성용 잉크방울을 연속적으로 접하도록 잉크젯 방식으로 분사하여 이오노머라인 또는 이오노머스팟라인을 형성하며, 상기 이오노머부 형성용 잉크방울은 상기 촉매부 형성용 잉크방울보다 촉매 입자의 농도가 낮고, 상기 이오노머라인 또는 이오노머스팟라인은 상기 복수의 촉매라인 또는 촉매스팟라인이 서로 접하는 부분에 적층되도록 구성된 복수의 이오노머라인 또는 이오노머스팟라인으로 형성된 이오노머부;를 구비하고,
상기 촉매부와 이오노머부가 교대로 적층되어 형성된 촉매층을 포함하는 연료전지용 전극
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제1항에 있어서,
상기 제 1 촉매 입자 및 제 2 촉매 입자는 각각 금속 촉매 입자 또는 탄소계 지지체에 담지된 금속 촉매 입자인 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극
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제1항에 있어서,
상기 이오노머부는 제 2 촉매입자의 농도가 제로인 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극
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제1항에 있어서,
상기 이오노머라인 또는 이오노머스팟라인의 폭은 상기 촉매라인 또는 촉매스팟라인의 폭의 0
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(S1) 촉매부 형성용 잉크 및 상기 촉매부 형성용 잉크보다 촉매 입자의 농도가 낮은 이오노머부 형성용 잉크를 각각 제조하는 단계;
(S2) 상기 제조된 촉매부 형성용 잉크방울을 연속적으로 접하도록 잉크젯 방식으로 전해질막 또는 기체확산층의 미리 지정된 위치에 분사하여 촉매라인 또는 촉매스팟라인을 형성하며, 상기 복수의 촉매라인 또는 촉매스팟라인이 서로 접하게 되는 촉매부를 형성하는 단계;
(S3) 상기 제조된 이오노머부 형성용 잉크방울을 연속적으로 접하도록 잉크젯 방식으로 분사하여 이오노머라인 또는 이오노머스팟라인을 형성하며, 상기 각각의 이오노머라인 또는 이오노머스팟라인은 상기 복수의 촉매라인 또는 촉매스팟라인이 서로 접하는 부분에 적층되는 이오노머부를 형성하는 단계; 및
(S4) 상기 (S2) 단계와 (S3) 단계를 교대로 반복하여 미리 정해진 두께의 촉매층을 형성하는 단계
를 포함하는 연료전지용 전극의 제조방법
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제5항에 있어서,
상기 촉매부 형성용 잉크는 금속촉매 또는 탄소계 지지체에 담지된 금속 촉매; 폴리머 이오노머; 및 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극의 제조방법
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7
제5항에 있어서,
상기 이오노머부 형성용 잉크는 금속촉매 또는 탄소계 지지체에 담지된 금속 촉매; 폴리머 이오노머; 및 용매를 포함하며, 상기 촉매부 형성용 잉크보다 촉매의 농도가 낮은 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극의 제조방법
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제7항에 있어서,
상기 이오노머부 형성용 잉크는 촉매의 농도가 제로인 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극의 제조방법
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9
제5항에 있어서,
상기 이오노머라인 또는 이오노머스팟라인의 폭은 상기 촉매라인 또는 촉매스팟라인의 폭의 0
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10
제5항에 있어서,
상기 잉크 방울의 분사는 열처리 상태에서 수행되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극의 제조방법
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11
제5항에 있어서,
상기 전해질막은 퍼플루오르술폰산 폴리머, 탄화수소계 폴리머, 폴리이미드, 폴리비닐리덴플루오라이드, 폴리에테르술폰, 폴리페닐렌설파이드, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리포스파진, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 도핑된 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르케톤, 폴리술폰, 이들의 산 및 염기로 이루어진 군에서 선택되는 고분자인 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극의 제조방법
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제5항에 있어서,
상기 기체확산층은 탄소페이퍼, 탄소천 및 탄소펠트로 이루어진 군에서 선택되는 도전성 기재, 탄소계 물질 및 불소계 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 전극의 제조방법
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전해질막; 및 상기 전해질막을 사이에 두고 형성되며, 각각 촉매층 및 기체확산층을 포함하는 애노드 전극 및 캐소드 전극;을 포함하는 연료전지용 막전극 접합체에 있어서,
상기 애노드 전극 또는 캐소드 전극은 상기 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 연료전지용 전극인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체
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하나 또는 둘 이상의 제13항에 따른 막전극 접합체와 상기 막전극 접합체들 사이에 개재하는 세퍼레이터를 포함하는 스택;
연료를 상기 스택으로 공급하는 연료공급부; 및
산화제를 상기 스택으로 공급하는 산화제공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지
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