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(a) 수소 유동 채널이 형성된, 고분자 소재의 애노드용 엔드플레이트 구조체 및 상기 구조체 상에 증착된 전도층으로 이루어진 집전체를 포함하는 애노드;(b) 공기 유동 채널이 형성된, 고분자 소재의 캐소드용 엔드플레이트 구조체 및 상기 구조체 상에 증착된 전도층으로 이루어진 집전체를 포함하는 캐소드; 및(c) 표면에 촉매층이 부착된 고분자 전해질막을 포함하는 막전극 조립체(MEA)로서, 상기 막전극 조립체의 적어도 한 면에 가스 확산층(GDL)이 구비된 막전극 조립체;를 포함하고,상기 고분자 소재는 접착성 고분자와 경화제가 4 : 1 내지 6 : 1의 비로 혼합되어 있으며,상기 막전극 조립체는 상기 애노드와 캐소드 사이에 개재되어 압착되며, 상기 압착은 상기 막전극 조립체, 애노드 및 캐소드의 말단을 구부려서 인장 응력이 가해진 상태 또는 압축 응력이 가해진 상태에서 압착된 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지
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제1항에 있어서, 상기 접착성 고분자는 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane)), 폴리메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리비닐클로라이드(poly(vinylchloride)), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리부타디엔(polybutadiene) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지
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제1항에 있어서, 상기 전도층으로 이루어진 집전체는 상기 구조체 상에 제1 전도층 및 제2 전도층이 차례대로 스퍼터링 방법에 의해 증착되어 이루어진 것으로서,상기 제1 전도층 및 제2 전도층은 각각 독립적으로 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 란타넘(La), 마그네슘(Mg), 몰리브데넘(Mo), 아연(Zn), 납(Pb), 주석(Sn) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 금속 또는 그 금속 산화물이거나; 탄소 나노 튜브 또는 그래핀인 전도성 탄소 구조체이거나; 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌술포네이트)(PEDOT:PSS) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-테트라메타크릴레이트(PEDOT:TMA) 중에서 선택되는 전도성 고분자;인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지
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제1항에 있어서, 상기 제1 전도층의 두께는 10 내지 5,000 ㎚이고, 상기 제2 전도층의 두께는 10 내지 5,000 ㎚인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지
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제1항에 있어서, 상기 전도층으로 이루어진 집전체는 10 내지 250 메쉬 크기를 갖는 금속 메쉬(mesh)로 이루어지고, 상기 금속은 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 란타넘(La), 마그네슘(Mg), 몰리브데넘(Mo), 아연(Zn), 납(Pb), 주석(Sn) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 그 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지
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제1항에 있어서, 상기 전도층으로 이루어진 집전체는 금속 호일(foil)로 이루어지고, 상기 금속은 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 란타넘(La), 마그네슘(Mg), 몰리브데넘(Mo), 아연(Zn), 납(Pb), 주석(Sn) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 1종 이상의 금속 또는 그 금속 산화물인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지
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(a) 스테인리스 강 기판을 주형으로 하고, 상기 기판에 고분자 소재를 코팅한 후, 리프트-오프(lift-off) 공정을 이용하여 상기 기판을 제거하여 애노드용 엔드플레이트 구조체 및 캐소드용 엔드플레이트 구조체를 각각 형성하는 단계;(b) 상기 애노드용 구조체 및 캐소드용 구조체 각각에 스퍼터링 방법, 열 증발법(Thermal Evaporation), 화학적기상증착법(Chemical Vapor Deposition) 또는 무전해도금법(Electroless Plating)으로 제1 전도층, 제2 전도층을 순차적으로 증착하는 단계; 및(c) 상기 애노드용 구조체와 캐소드용 구조체 사이에 막전극 조립체(MEA)를 개재시켜서 압착하는 단계;를 포함하며, 상기 압착은 상기 막전극 조립체, 애노드 및 캐소드의 말단을 구부려서 인장 응력이 가해진 상태 또는 압축 응력이 가해진 상태에서 압착하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 (a) 단계는 상기 공정 대신에 사출성형(Injection Molding) 또는 압출성형(Extrusion Moding) 공정으로 애노드용 엔드플레이트 구조체 및 캐소드용 엔드플레이트 구조체를 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 (a) 단계는 애노드용 엔드플레이트 구조체에 수소 유동 채널이 형성되고, 상기 캐소드용 엔드플레이트 구조체에 상기 수소 유동 채널에 대응하며, 직사각형 형태로 관통되는 구멍 형태의 공기 유동 채널이 형성되도록 애노드용 엔드플레이트 구조체 및 캐소드용 엔드플레이트 구조체를 각각 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 (b) 단계 이전에 상기 애노드용 구조체 및 캐소드용 구조체를 각각 에탄올 용액에서 초음파 처리하고, 구조체의 표면을 샌드페이퍼로 표면 처리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 접착성 고분자는 폴리디메틸실록산(poly(dimethylsiloxane)), 폴리메타크릴레이트(polymethyl methacrylate), 폴리비닐클로라이드(poly(vinylchloride)), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리우레탄(polyurethane), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리부타디엔(polybutadiene) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 제1 전도층 및 제2 전도층은 각각 독립적으로 니켈(Ni), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 구리(Cu), 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 란타넘(La), 마그네슘(Mg), 몰리브데넘(Mo), 아연(Zn), 납(Pb), 주석(Sn) 및 텅스텐(W) 중에서 선택되는 금속 또는 그 금속 산화물이거나; 탄소 나노 튜브 또는 그래핀인 전도성 탄소 구조체이거나; 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(PEDOT), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-폴리(스티렌술포네이트)(PEDOT:PSS) 및 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)-테트라메타크릴레이트(PEDOT:TMA) 중에서 선택되는 전도성 고분자;인 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지의 제조방법
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제7항에 있어서, 상기 막전극 조립체는 표면에 촉매층이 밀접하게 부착된 고분자 전해질막을 포함하고, 상기 막전극 조립체의 적어도 한 면에는 가스 확산층(GDL)이 구비된 것을 특징으로 하는 플렉서블 연료전지의 제조방법
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