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비불소계 술폰화 고분자 전해질막 및 상기 전해질막을 사이에 두고 형성되며, 각각 촉매층 및 기체확산층을 포함하는 애노드 전극 및 캐소드 전극을 포함하는 연료전지용 막전극 접합체로서, 상기 촉매층의 두께는 1 내지 60㎛이고, 상기 기체확산층의 두께는 100 내지 400㎛이며,상기 촉매층은 촉매 및 비불소계 술폰화 폴리머 이오노머를 포함하고, 상기 비불소계 술폰화 폴리머 이오노머는 술폰화 폴리아미드계 고분자, 술폰화 폴리포스파젠계 고분자, 술폰화 폴리스티렌계 고분자 및 방사선 중합된 술폰화 저밀도폴리에틸렌-g-폴리스티렌계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 고분자로 제조되는 단일 공중합체, 교대 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 멀티블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체를 포함하며, 상기 촉매층 내의 상기 비불소계 술폰화 폴리머 이오노머의 함량은 촉매 100 중량부 대비 0
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제1항에 있어서,상기 비불소계 술폰화 고분자 전해질막은 술폰화 폴리아릴렌에테르계 고분자, 술폰화 폴리에테르케톤계 고분자, 술폰화 폴리이미드계 고분자, 술폰화 폴리아미드계 고분자, 술폰화 폴리포스파젠계 고분자, 술폰화 폴리스티렌계 고분자 및 방사선 중합된 술폰화 저밀도폴리에틸렌-g-폴리스티렌계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 고분자로 제조되는 단일 공중합체, 교대 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 멀티블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체 중에서 1종 또는 2종 이상을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체
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제1항에 있어서,상기 촉매는 금속 촉매 또는 탄소계 지지체에 담지된 금속 촉매인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체
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제3항에 있어서,상기 금속 촉매는 백금, 루테늄, 오스뮴, 백금-루테늄 합금, 백금-오스뮴 합금, 백금-팔라듐 합금, 백금-몰리브덴 합금, 백금-로듐 합금 및 백금-전이금속 합금으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체
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(S1) 술폰화 폴리아미드계 고분자, 술폰화 폴리포스파젠계 고분자, 술폰화 폴리스티렌계 고분자 및 방사선 중합된 술폰화 저밀도폴리에틸렌-g-폴리스티렌계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 고분자로 제조되는 단일 공중합체, 교대 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 멀티블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체를 포함하는 비불소계 술폰화 폴리머 이오노머, 촉매 및 용매를 포함하는 촉매층 형성용 잉크를 준비하는 단계;(S2) 상기 제조된 촉매층 형성용 잉크를 비불소계 술폰화 고분자 전해질막 또는 기체확산층에 도포하여 촉매층을 형성하는 단계로서, 상기 촉매층의 두께는 1 내지 60㎛이고, 상기 촉매층 내의 상기 비불소계 술폰화 폴리머 이오노머의 함량은 촉매 100 중량부 대비 0
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제5항에 있어서,상기 용매는 물, 부탄올, 이소프로판올, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, n-부틸 아세테이트 및 에틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체의 제조방법
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제6항에 있어서,상기 용매는 테트라히드로푸란, N,N-디메틸아세트아미드 및 디메틸포름아미드로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 2종 이상의 혼합물을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체의 제조방법
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제5항에 있어서,상기 비불소계 술폰화 고분자 전해질막은 술폰화 폴리아릴렌에테르계 고분자, 술폰화 폴리에테르케톤계 고분자, 술폰화 폴리이미드계 고분자, 술폰화 폴리아미드계 고분자, 술폰화 폴리포스파젠계 고분자, 술폰화 폴리스티렌계 고분자 및 방사선 중합된 술폰화 저밀도폴리에틸렌-g-폴리스티렌계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 2종 이상의 고분자로 제조되는 단일 공중합체, 교대 공중합체, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체, 멀티블록 공중합체 또는 그라프트 공중합체 중에서 1종 또는 2종 이상을 포함하여 제조되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막전극 접합체의 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 막전극 접합체의 제조방법
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하나 또는 둘 이상의 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 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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