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애노드(anode)와 캐소드(cathode)를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법에 있어서,(ⅰ) 고분자전해질 연료전지(PEMFC)용 멤브레인(Membrane)을 준비하는 단계;(ⅱ) 증착챔버에 상기 멤브레인을 고정시키는 단계;(ⅲ) 상기 증착챔버 내부를 진공상태로 만들어주는 단계;(ⅳ) 진공상태인 상기 증착챔버에 공정가스를 주입하여 상기 공정가스가 초기공정압력을 형성하는 단계;(ⅴ) 상기 멤브레인의 온도를 50℃ 이하로 설정하는 단계;(ⅵ) 증착물질이 담긴 증발원(heat source)의 온도를 상승시켜 상기 증착물질의 증기를 형성하는 단계; 및(ⅶ) 상기 (ⅵ)단계에서 생성된 증착입자가 상기 애노드 방향의 상기 멤브레인 면에 애노드촉매층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 애노드 방향의 상기 애노드촉매층이 형성된 후, 상기 애노드촉매층 형성 과정과 동일한 과정으로 상기 캐소드 방향의 상기 멤브레인의 면에 캐소드촉매층이 형성되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항1에 있어서, 상기 (ⅱ)단계와 상기 (ⅲ)단계 사이에, 상기 멤브레인과 상기 증발원(heat source) 간 소정의 위치에 열 차단의 기능을 구비한 배플(baffle)을 설치하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항2에 있어서,상기 배플은, 상기 증착입자의 이동을 위해 복수 개의 타공된 홀(hole)이 구비되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항2에 있어서,상기 배플은, 1개 이상 3개 이하의 층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항2에 있어서, 상기 배플은 금속, 합금 및 세라믹 물질로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 소재로 형성되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항2에 있어서,상기 멤브레인과 상기 배플 간의 거리는, 0
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청구항1에 있어서, 상기 증착입자는, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 금(Au), 은(Ag), 구리(Cu), 크롬(Cr), 철(Fe), 망간(Mn), 니켈(Ni), 타이타늄(Ti), 아연(Zn), 납(Pb), 바나듐(V), 알루미늄(Al), 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속 입자인 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항1에 있어서, 상기 증착입자는, 망간(Mn), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 주석(Sn), 니켈(Ni), 구리(Cu), 타이타늄(Ti), 바나듐(V), 크롬(Cr), 철(Fe), 코발트(Co), 아연(Zn), 은(Ag), 금(Au), 백금(Pt), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 리튬(Li), 알루미늄(Al), 안티몬(Sb), 비스무스(Bi), 마그네슘(Mg), 규소(Si), 인듐(In), 납(Pb) 및 팔라듐(Pd)의 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 금속산화물 입자인 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항1에 있어서,상기 (ⅶ)단계에서, 상기 증착챔버 내부의 공정가스종류, 공정압력, 상기 멤브레인의 온도, 상기 멤브레인과 상기 증발원 간의 거리 및 상기 증착입자의 가열온도 중 어느 하나 이상을 시간에 따라 변화시켜 상기 증착입자의 에너지 및 크기를 변화시키고, 그 결과 상기 애노드촉매층 및 상기 캐소드촉매층에서 상기 멤브레인과 인접하는 부분이 상대적으로 높은 밀도구배를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항1에 있어서,상기 멤브레인과 상기 증발원 간의 거리는, 3 이상 100 센티미터(cm) 이하로 되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항1에 있어서, 상기 (ⅴ)단계는, 상기 멤브레인이 냉각부에 밀착되게 고정되어 수행되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항1에 있어서, 상기 (ⅳ)단계의 초기공정압력은, 0
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청구항1에 있어서,상기 증착입자의 증착속도는, 0
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청구항1에 있어서, 상기 (ⅳ)단계의 공정가스는, 불활성 기체로서의 아르곤(Ar), 질소(N2), 헬륨(He), 네온(Ne), 크립톤(Kr), 크세논(Xe), 라돈(Rn) 중 선택되는 하나 이상의 기체인 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항 1에 있어서,상기 (ⅵ)단계에서의 증착입자의 생성은, 열증발법 또는 스퍼터링법에 의하는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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애노드(anode)와 캐소드(cathode)를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법에 있어서, (ⅰ) 고분자전해질 연료전지(PEMFC)용 전극기재를 준비하는 단계;(ⅱ) 증착챔버에 상기 전극기재를 고정시키는 단계;(ⅲ) 상기 증착챔버 내부를 진공상태로 만들어주는 단계;(ⅳ) 진공상태인 상기 증착챔버에 공정가스를 주입하여 상기 공정가스가 초기공정압력을 형성하는 단계;(ⅴ) 상기 전극기재의 온도를 50℃ 이하로 설정하는 단계;(ⅵ) 증착물질이 담긴 증발원(heat source)의 온도를 상승시켜 상기 증착물질의 증기를 형성하는 단계; 및(ⅶ) 상기 (ⅵ)단계에서 생성된 증착입자가 상기 애노드 방향의 상기 전극기재 면에 애노드촉매층을 형성하는 단계;를 포함하여 이루어지고, 상기 애노드 방향의 상기 애노드촉매층이 형성된 후, 상기 애노드촉매층 형성 과정과 동일한 과정으로 상기 캐소드 방향의 상기 전극기재의 면에 캐소드촉매층이 형성되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항16에 있어서, 상기 (ⅱ)단계와 상기 (ⅲ)단계 사이에, 상기 전극기재와 상기 증발원(heat source) 간 소정의 위치에 열 차단의 기능을 구비한 배플(baffle)을 설치하는 단계를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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청구항16에 있어서, 상기 (ⅶ)단계에서, 상기 증착챔버 내부의 공정가스종류, 공정압력, 상기 전극기재의 온도, 상기 전극기재와 상기 증발원 간의 거리 및 상기 증착입자의 가열온도 중 어느 하나 이상을 시간에 따라 변화시켜 상기 증착입자의 에너지 및 크기를 변화시키고, 그 결과 상기 애노드촉매층 및 상기 캐소드촉매층에서 상기 전극기재와 인접하는 부분이 상대적으로 높은 밀도구배를 가지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극 제조방법
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나노포러스구조를 구비하는 연료전지 촉매전극에 있어서,청구항1 내지 청구항18 중 선택되는 어느 하나의 항의 방법에 의해 제조되고, 비표면적(specific surface area)값은 0
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청구항19에 있어서,상기 애노드촉매층 및 상기 캐소드촉매층은, 직경이1
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나노포러스구조를 구비하는 고분자전해질 연료전지에 있어서, 상기 연료전지에는, 청구항20의 연료전지 촉매전극이 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 나노포러스구조를 구비하는 고분자전해질 연료전지
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