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1)탄화수소 계열 고분자를 클로로메틸화 반응시키는 단계, 2)상기 클로로메틸화된 고분자를 아민화 반응시키는 단계, 3)상기 아민화된 고분자를 증류수로 세척 후 과산화수소 및 알칼리 용액으로 처리 후 건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용할 수 있는 이오노머의 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 계열의 고분자는 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylen oxide), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르설폰(polyether sulfone), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide)의 폴리에테르계 플라스틱 계열군에서 선택된 어느 하나 이상 임을 특징으로 하는 연료전지에 사용할 수 있는 이오노머의 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 탄화수소 계열의 고분자를 1,1,2,2-테트라클로로에탄(TCE), 1,2-디클로로에탄(DCE) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 용매에 용해시킨 다음 클로로메틸메틸에테르, 클로로메틸에테르, 클로로메틸옥틸에트로 중에서 선택된 어느 하나 이상의 클로로메틸화제로 반응시키는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용할 수 있는 이오노머의 제조방법
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제 3항에 있어서, 상기 클로로메틸화제로 반응시 촉매는 염화아연(ZnCl2), 염화주석(SnCl4) 중에서 선택된 어느 하나 이상의 촉매를 추가로 더 첨가하여 탄화수소 계열의 고분자를 클로로메틸화 반응시키는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용할 수 있는 이오노머의 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 클로로메틸화된 고분자는 테트라메틸메탄디아민, 테트라메틸에틸렌디아민, 테트라메틸-1,3-프로판디아민, 테트라메틸-1,4-부탄디아민, 테트라메틸-1,6-헥산디아민 중에서 선택된 어느 하나 이상의 디아민, 트리메틸아민, 트리에틸아민, 디에틸페닐아민중에서 선택된 어느 하나 이상의 3급 모노아민, 또는 상기 디아민과 3급 모노아민의 혼합물로 아민화 반응시키는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용할 수 있는 이오노머의 제조방법
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제 1항에 있어서, 상기 알칼리 용액은 수산화칼륨(KOH), 수산화나트륨(NaOH) 중에서 선택된 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용할 수 있는 이오노머의 제조방법
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제 1항에 있어서,상기 탄화수소 계열 고분자의 클로로메틸화 반응시키는 단계는 탄화수소 계열 고분자를 용매 100중량부에 대해서 1∼100중량부를 용해시킨 후 클로로메틸화제를 탄화수소 계열 고분자 1몰에 대하여 1∼4몰을 첨가한 후 35℃∼90℃에서 1∼6 시간 동안 교반시켜 탄화수소 계열 고분자의 클로로메틸화 반응하는 단계인 것을 특징으로 하는 이오노머의 제조방법
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제 4항에 있어서,상기 탄화수소 계열 고분자의 클로로메틸화 반응 시 클로로메틸화제 이외에 촉매를 추가로 사용하여 클로로메틸 반응을 실시하는 단계는 염화아연(ZnCl2), 염화주석(SnCl4) 중에서 선택된 어느 하나 이상을 탄화수소 계열의 고분자 100중량부에 대하여 0
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제 1항에 있어서,상기 클로로메틸화된 고분자를 아민화 반응시키는 단계는 건조된 클로로메틸화된 고분자를 디메틸아세트아미드(dimethylacetamide(DMAc)), 디메틸포름아미드(dimethylformamide(DMF)), 디메틸술폭사이드(dimethylsulfoxide(DMSO)), N-메틸파이롤리돈(N-methylpyrrolidone(NMP)) 중에서 선택된 어느 하나의 용매에 첨가하여 클로로메틸화된 고분자가 1∼40wt％의 농도가 되도록 용해시키는 것을 특징으로 하는 이오노머의 제조방법
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제 5항에 있어서,상기 아민화 반응은 클로로메틸화된 고분자가 용해된 용액에 클로로메틸화된 고분자 1몰에 대하여 디아민(diamine), 3급 모노아민(monoamine) 또는 디아민과 3급 모노아민의 혼합물 1∼4몰을 첨가하고 35℃∼90℃에서 1∼100시간 동안 교반하여 아민화 반응하는 것을 특징으로 하는 이오노머의 제조방법
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제 10항에 있어서,상기 디아민과 3급 모노아민의 혼합시 3급 아민 100중량부에 대하여 디아민 1∼100 중량부를 함께 섞은 혼합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 이오노머의 제조방법
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제 1항 내지 11항 중 어느 한 항의 기재에 따른 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용되는 이오노머
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(가) 제 1항 내지 11항 중 어느 한 항의 기재에 따른 방법에 의해 제조된 이오노머를 이용한 이오노머 슬러리 제조단계;(나)전해질막 표면에 이오노머 슬러리 도포단계;(다)촉매슬러리 도포된 전해질막 건조 및 가열 압축단계; 및 (라)이오노머 슬러리가 도포된 전해질막 양면에 PTFE 처리된 기체확산층 부착단계;를 거치는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체의 제조방법
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제 13항에 있어서,상기 이오노머 슬러리 제조단계는 촉매, 이오노머를 유기용매에 용해시키고 초음파로 혼합 및 교반시켜 이오노머 슬러리를 제조하는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체의 제조방법
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제 14항에 있어서,상기 촉매 100중량부에 대하여 이오노머 1∼400중량부, 유기용매 100∼1000중량부에 첨가하여 슬러리를 제조하는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체의 제조방법
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제 15항에 있어서,상기에서 촉매는 Pt/C, Ni/C, Ni-Pt/C, Ag/C, Ag-Pt/C 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하고, 유기용매는 DMAc, DMF, DMSO, NMP 중에서 선택된 어느 하나 이상을 사용하는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체의 제조방법
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제 13항에 있어서,상기 전해질막 표면에 이오노머 슬러리 도포단계에서 전해질막은 이오노머를 필름형태로 캐스팅한 음이온 교환막 또는 상용 음이온 교환막들 중에서 선택된 어느 하나를 사용하는 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체의 제조방법
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제 13항에 있어서,상기 촉매슬러리 도포된 전해질막 건조 및 가열 압축단계에서 가열 압착은 전해질막 표면에 이오노머 슬러리를 도포하고 건조한 다음 20∼80℃으로 0
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제 13항에 있어서,상기 이오노머 슬러리가 도포된 전해질막 양면에 PTFE 처리된 기체확산층 부착단계에서 기체확산층은 건조 및 가열 압축 후 이오노머 슬러리가 도포된 전해질막 양면에 기체확산재 100중량부를 기준으로 폴리테트라풀루오르에틸렌(polytetrafluoroethylene(PTFE)) 1∼50 중량부를 함유하는 층인 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체의 제조방법
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이오노머를 포함하여 제 13항 내지 19항 중 어느 한 항의 기재에 따른 방법에 의해 제조된 것을 특징으로 하는 연료전지에 사용하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체
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이오노머를 포함하여 제조된 제 13항 내지 19항 중 어느 한 항의 기재에 따른 방법에 의해 제조된 막-전극접합체를 포함하여 구성된 전지를 특징으로 하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체를 사용한 연료전지
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제 21항에 있어서,상기 연료전지는 음이온 교환막을 함유하며, 수소, 개질가스, 혼합수소가스의 수소 함유 가스 계열군으로부터 선택된 하나 이상의 연료를 연료극으로 공급하고, 산소, 공기, 혼합산소가스의 산소 함유 가스 계열군으로부터 선택된 하나 이상의 산화제를 공기극으로 공급하도록 구성된 고체알칼리연료전지인 것을 특징으로 하는 이노노머를 이용한 막-전극접합체를 사용한 연료전지
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