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수소이온 전도성 무기질 입자의 전구체로서 트라이프로필보레이트와 인산 전구체를 포함하는 디메틸아세타마이드(n,n-dimethylacetamide, DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO), 메틸 피롤리돈(nmethyl-2-pyrolidone, NMP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 유기 용매에 술폰화 탄화수소계열 고분자를 용해시켜 이루어지는 고분자 용액을 졸겔 공정으로 처리하여 제조되며, 상기 졸겔 공정은 상기 고분자 용액을 일정 온도로 유지시켜 교반하고 가열수단으로 100℃ 내지 150℃에서 10 내지 15시간 가열시킨 후 상기 온도에서 진공 상태 조건으로 10내지 15시간 건조하는 과정을 포함하여 제조되는 고분자 전해질막에 있어서,
상기 술폰화 탄화수소계열 고분자는 5 M 황산 용액에 침지하고 80℃에서 6시간 교반함으로 수소이온형태로 치환된 고분자인 것임을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막
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제 1 항에 있어서, 상기 술폰화 탄화수소계열 고분자는 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylen oxide), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르설폰(polyether sulfone), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide)의 폴리에테르계 플라스틱 계열 군으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 고분자로 술폰화시키는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막
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제 1 항에 있어서, 상기 수소이온 전도성 무기물 입자의 함량이 유기-무기 복합체 고분자 전해질막 100 중량 부를 기준으로 하여 10 내지 40 중량부이고, 상기 술폰화 탄화수소계열 고분자의 함량이 수소이온 전도성 무기물 입자를 100 중량부로 하여 60 내지 90 중량부인 것을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막
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(a-1) 탄화수소계 고분자를 전 처리하는 단계와;
(b-1) 상기 (a-1) 단계로부터 준비된 고분자를 일정 온도에서 황산에 교반시키면서 용해하는 단계와;
(c-1) 상기 (b-1) 단계로부터 형성된 술폰화 탄화수소계 고분자를 식히고 저온의 증류수에 침전한 후 세척하는 단계와;
(d-1) 세척한 술폰화 탄화수소계 고분자를 5 M 황산 용액에 침지하고 80℃에서 6시간 교반함으로 수소이온형태로 치환된 고분자를 제조하는 단계와;
(e-1) 상기 (d-1) 단계로부터 수소이온형태로 치환된 고분자를 세척한 후 진공에서 건조시키는 단계와;
(a-2) 디메틸아세타마이드(n,n-dimethylacetamide, DMAc), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF), 디메틸 설폭사이드(dimethyl sulfoxide, DMSO) 및 메틸 피롤리돈(nmethyl-2-pyrolidone, NMP)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 유기 용매에 (e-1) 단계에서 얻어진 고분자를 용해한 다음, 여기에 졸겔 공정을 위한 수소이온 전도성 무기질 입자의 전구체로서 트라이프로필보레이트와 인산 전구체를 1:1로 혼합하여 혼합물을 제조하는 단계와;
(b-2) 상기 (a-2) 단계로부터 얻은 혼합물을 일정 온도로 유지시켜 교반하는 단계와;
(c-2) 상기 (b-2) 단계로부터 얻어진 결과물을 이용하여 막 형태로 캐스팅하여 건조하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유기-무기 복합체 고분자 전해질막의 제조방법
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제 6 항에 있어서, 상기 술폰화 탄화수소계 고분자는 폴리에테르에테르케톤(polyether ether ketone), 폴리아세탈(polyacetal), 폴리페닐렌 옥사이드(polyphenylen oxide), 폴리설폰(polysulfone), 폴리에테르설폰(polyether sulfone), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide)의 폴리에테르계 플라스틱 계열군으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 고분자로 술폰화시킨 것을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막의 제조방법
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제 6 항에 있어서, 상기 (e-1) 단계에서 건조가, 12 시간동안 60℃로 유지되는 오븐에서 실시한 후, 진공 상태 및 110℃의 조건으로 유지되는 오븐에서 12시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막의 제조방법
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제 6 항에 있어서, 유기-무기 복합체 고분자 전해질막을 얻는 단계에서는 필름 형태로 제조되는 고분자 전해질막의 크기가 20 내지 150 μm이 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막의 제조방법
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제 6 항에 있어서, 상기 (c-2) 단계에서 건조는 12 시간동안 60℃로 유지되는 오븐에서 실시한 후, 진공 상태 및 110℃의 조건으로 유지되는 오븐에서 12시간 동안 실시되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막의 제조방법
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제 6 항에 있어서, 상기 전 처리는 수분 및 유기물을 제거하기 위해 120℃ 내지 140℃에서 24 시간 이상 건조하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 유기-무기 복합체 고분자 전해질막의 제조방법
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