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고분자 연료전지용 복합체 고분자막과 복합체고분자막/전극 접합체의 제조 방법

  • 기술번호 : KST2015152258
  • 담당센터 : 대전기술혁신센터
  • 전화번호 : 042-610-2279
요약, Int. CL, CPC, 출원번호/일자, 출원인, 등록번호/일자, 공개번호/일자, 공고번호/일자, 국제출원번호/일자, 국제공개번호/일자, 우선권정보, 법적상태, 심사진행상태, 심판사항, 구분, 원출원번호/일자, 관련 출원번호, 기술이전 희망, 심사청구여부/일자, 심사청구항수의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 서지정보 표입니다.
요약 본 발명은 고분자 연료전지(PEMFC)용 복합체 고분자막(composite polymer membrane)과 이를 이용한 복합체 고분자막/전극 접합체(composite polymer membrane/electrode assembly)의 제조 방법에 관한 것이다.본 발명에 따른 고분자 연료전지용 복합체 고분자막의 제조방법은, 퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 공중합체 레진을 200℃ - 250℃의 온도에서 열간가압 또는 롤링 공정으로 프리폼 전구체 시트(pre-formed precursor sheet)로 성형하는 단계와, 이 프리폼 전구체 시트들 사이에 다공성 멤브레인을 삽입하고 200℃-250℃의 온도 범위에서 열간가압 또는 롤링법으로 복합체 시트로 성형하는 단계와, 이 복합체 프리폼 시트를 가성소다(NaOH) 수용액 중에서 처리하여 Na+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막으로 전환시키는 단계와, 상기 Na+ 형태로 된 복합체 고분자막을 H2SO4 용액 중에서 수화처리하여 H+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막으로 전환시킴으로서 연료전지용 복합체 고분자막을 제조하는 단계로 이루어지고, 이같은 단계를 통해서 얻어진 복합체 고분자막에 백금 계통의 촉매 잉크를 120℃ - 200℃의 온도에서 열간가압함에 의해 또는 필요에 따라서 이들 복합체 고분자막/전극 접합체를 H2SO4 용액 중에서 수화처리하여 H+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막으로 전환시킴으로서 연료전지용 복합체 고분자막/전극 접합체의 제조가 완료된다. 본 발명의 방법은, 종래의 고분자 연료전지에 비해 가스 투과성(gas permeability)이 낮고, 반응 연료나 산화제의 크로스오버(reactants crossover)가 적어서 연료전지 내에서 이들이 상호 혼합(intermixing)되어 연료전지 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.연료전지, 복합체 고분자막, 고분자막/전극 접합체, 다공성 지지체
Int. CL H01M 8/06 (2016.01.01)
CPC
출원번호/일자 1019990064130 (1999.12.28)
출원인 한국에너지기술연구원
등록번호/일자 10-0328721-0000 (2002.03.04)
공개번호/일자 10-2001-0061632 (2001.07.07) 문서열기
공고번호/일자 (20020320) 문서열기
국제출원번호/일자
국제공개번호/일자
우선권정보
법적상태 소멸
심사진행상태 수리
심판사항
구분
원출원번호/일자
관련 출원번호
심사청구여부/일자 Y (1999.12.28)
심사청구항수 9

출원인

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번호 이름 국적 주소
1 한국에너지기술연구원 대한민국 대전광역시 유성구

발명자

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번호 이름 국적 주소
1 김창수 대한민국 인천광역시중구
2 전영갑 대한민국 서울특별시강서구
3 백동현 대한민국 경기도군포시산
4 곽상희 대한민국 강원도원주시
5 신동렬 대한민국 충청남도공주시계룡면구

대리인

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번호 이름 국적 주소
1 김영환 대한민국 서울특별시 금천구 가산디지털*로 **, *동 ***호 (아이티캐슬)(지인특허법률사무소)

최종권리자

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번호 이름 국적 주소
1 대한민국(산업통상자원부장관) 세종특별자치시 한누리대
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번호 서류명 접수/발송일자 처리상태 접수/발송번호
1 특허출원서
Patent Application
1999.12.28 수리 (Accepted) 1-1-1999-0185120-63
2 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2000.05.25 수리 (Accepted) 4-1-2000-0069673-86
3 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2001.01.15 수리 (Accepted) 4-1-2001-0004982-67
4 등록결정서
Decision to grant
2002.02.15 발송처리완료 (Completion of Transmission) 9-5-2002-0045926-59
5 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2002.09.27 수리 (Accepted) 4-1-2002-0076226-24
6 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2004.12.22 수리 (Accepted) 4-1-2004-5107350-13
7 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2012.01.04 수리 (Accepted) 4-1-2012-5001923-88
8 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2014.01.07 수리 (Accepted) 4-1-2014-5003356-15
9 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2015.03.10 수리 (Accepted) 4-1-2015-0013224-83
10 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2017.01.19 수리 (Accepted) 4-1-2017-5010650-13
11 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.01.08 수리 (Accepted) 4-1-2019-5004978-55
12 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166801-48
13 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2019.08.21 수리 (Accepted) 4-1-2019-5166803-39
14 출원인정보변경(경정)신고서
Notification of change of applicant's information
2020.09.01 수리 (Accepted) 4-1-2020-5197654-62
번호, 청구항의 정보를 제공하는 이전대상기술 뷰 페이지 상세정보 > 청구항 표입니다.
번호 청구항
1 1

퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 공중합체 레진 (perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin)을 200 ∼ 250℃의 온도에서 열간가압(hot pressing) 또는 롤링 공정(rolling process)으로 프리폼 전구체 시트(pre-formed precursor sheet)로 성형하는 단계와,

상기 프리폼 전구체 시트의 중간에 다공성 멤브레인(porous membrane)을 삽입하고 200 ∼ 250℃의 온도에서 열간가압 또는 롤링공정에 의해 프리폼 전구체 막의 표면이 용융되어 다공성 멤브레인의 공극 내부로 용융된 프리폼 전구체 막이 매입되도록 하여 프리폼 전구체와 다공성 멤브레인이 완전히 결합된 복합체 시트(composite sheet)로 성형되도록 하는 단계와,

상기 복합체 시트를 5 ∼ 30 중량비의 가성소다 수용액 중에서 처리하여 복합체 퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 공중합체 레진으로 이루어진 복합체 프리폼 시트를 Na+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막(composite perfluorosulfonate polymer membrane)으로 전환시키는 단계와,

상기 Na+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막을 0

2 2

제1항에 있어서, 상기 퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 전구체 레진은 20 ∼ 200μm의 입도 분포를 갖는 구형입자로 이루어진 분말 또는 크기가 약 3

3 3

제 1 항에 있어서, 상기 다공성 멤브레인은 두께 15∼100 μm, 기공 크기 1 ∼ 3μm, 기공율 80 ∼ 90% 범위인 것을 특징으로 하는 고분자 연료전지용 복합체 고분자막 제조방법

4 4

퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 공중합체 레진 (perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin)을 200 ∼ 250℃의 온도에서 열간가압(hot pressing) 또는 롤링 공정(rolling process)으로 프리폼 전구체 시트(pre-formed precursor sheet)로 성형하는 단계와,

상기 프리폼 전구체 시트의 중간에 다공성 멤브레인(porous membrane)을 삽입하고 200 ∼ 250℃의 온도에서 열간가압 또는 롤링공정에 의해 프리폼 전구체 막의 표면이 용융되어 다공성 멤브레인의 공극 내부로 용융된 프리폼 전구체 막이 매입되도록 하여 프리폼 전구체와 다공성 멤브레인이 완전히 결합된 복합체 시트(composite sheet)로 성형되도록 하는 단계와,

상기 복합체 시트를 5 ∼ 30 중량비의 가성소다 수용액 중에서 처리하여 복합체 퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 공중합체 레진으로 이루어진 복합체 프리폼 시트를 Na+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막(composite perfluorosulfonate polymer membrane)으로 전환시키는 단계와,

Na+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막에 백금계통의 촉매 잉크(catalyst ink)를 코팅하는 단계와, 촉매잉크가 코팅된 복합체 고분자막을 120 ∼ 200℃의 온도에서 열간가압하여 복합체 고분자막/전극 접합체(composite polymer membrane/electrode assembly, MEA)를 제조하는 단계로 이루어짐을 특징으로 하는 고분자 연료전지용 복합체 고분자막/전극 접합체의 제조방법

5 5

제4항에 있어서, 최종 공정의 수행 이후에 부가적으로 복합체 고분자막/전극 접합체를 0

6 6

제4항에 있어서, 상기 촉매 잉크는 백금(Pt)과 백금(Pt)-루테늄(Ru)이 입혀진 탄소분말(Pt/C, Pt-Ru/C), 나피온 용액, 글리세롤(glycerol) 및 테트라부틸 암모늄 하이드록사이드(TBAOH)로 이루어짐을 특징으로 하는 고분자 연료전지용 복합체 고분자막/전극 접합체의 제조방법

7 7

제4항에 있어서, 상기 촉매 잉크의 코팅은 스크린 프린팅법(screen printing), 스프레이법(spray) 또는 닥터 블레이드법(doctor blade) 중의 어느 한 방식에 의해 수행됨을 특징으로 하는 고분자 연료전지용 복합체 고분자막/전극 접합체의 제조방법

8 8

퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 공중합체 레진 (perfluorosulfonylfluoride/TFE copolymer resin)을 200 ∼ 250℃의 온도에서 열간가압(hot pressing) 또는 롤링 공정(rolling process)으로 프리폼 전구체 시트(pre-formed precursor sheet)로 성형하는 단계와,

상기 프리폼 전구체 시트의 중간에 다공성 멤브레인(porous membrane)을 삽입하고 200 ∼ 250℃의 온도에서 열간가압 또는 롤링공정에 의해 프리폼 전구체 막의 표면이 용융되어 다공성 멤브레인의 공극 내부로 용융된 프리폼 전구체 막이 매입되도록 하여 프리폼 전구체와 다공성 멤브레인이 완전히 결합된 복합체 시트(composite sheet)로 성형되도록 하는 단계와,

상기 복합체 시트를 5 ∼ 30 중량비의 가성소다 수용액 중에서 처리하여 복합체 퍼플루오로설포닐플로라이드/티에프이 공중합체 레진으로 이루어진 복합체 프리폼 시트를 Na+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막(composite perfluorosulfonate polymer membrane)으로 전환시키는 단계와,

상기 Na+ 형태로 된 복합체 퍼플루오로설포네이트 고분자막을 0

9 9

제8항에 있어서, 상기 전극은,

백금(Pt)과 백금(Pt)-루테늄(Ru)이 입혀진 탄소분말(Pt/C, Pt-Ru/C), 테프론(PTFE) 용액, 가교제 및 해교제로 제조한 촉매 슬러리를 전극지지체인 방수처리한 탄소종이 또는 탄소천 위에 스크린 프린팅법, 스프레이법 또는 닥터 블레이드법으로 균일하게 코팅하는 공정과,

코팅된 전극을 200 ∼ 250℃의 불활성 가스 분위기 중에서 건조시키는 공정과,

건조된 전극을 300 ∼ 370℃의 불활성 가스 분위기 중에서 10 ∼ 50분간 소결하는 공정을 통해서 제조됨을 특징으로 하는 고분자 연료전지용 복합체 고분자막/전극 접합체의 제조방법

지정국 정보가 없습니다
패밀리정보가 없습니다
국가 R&D 정보가 없습니다.