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다공성 고분자 필름을 단량체, 가교제 및 개시제가 혼합된 혼합 용액에 함침하여 세공을 충진하는 단계;상기 다공성 고분자 필름의 세공 내에 충진된 혼합 용액을 가교중합반응시키는 단계;상기 가교중합된 고분자 필름을 양이온교환기를 갖는 용액에 함침하여 고분자 필름에 양이온교환기를 도입하여 세공충진 양이온 교환막을 제조하는 단계;상기 세공충진 양이온 교환막을 전극층 형성용 금속 이온 함유 용액에 함침하여 전극층 형성용 금속을 이온교환시키는 단계; 및 상기 전극층 형성용 금속 이온으로 교환된 세공충진 양이온 교환막을 알칼리 수용액에 함침하여 전극층 형성용 금속 이온을 환원시켜 전극층을 형성하는 단계를 포함하는 막-전극 접합체 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 양이온 교환기는 술폰산기(-SO3H), 카르복실기(-COOH), 포스포닉기(-PO3H2), 포스피닉기(-HPO2H), 아소닉기(-AsO3H2) 및 셀리노닉기(-SeO3H)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 막-전극 접합체 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 단량체는 스티렌, N-페닐아크릴아미드(N-Phenylacrylamide), N-(트리페닐메틸)메타크릴아미드(N-(Triphenylmethyl)methacrylamide), 에틸렌글리콜 페닐에테르 아크릴레이트(Ethylene glycol phenyl ether acrylate), 2-히드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate), 2-술포에틸 메타크릴레이트(2-sulfoethyl methacrylate) 및 3-술포프로필 메타크릴레이트(3-sulfopropyl methacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 막-전극 접합체 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 하이드록시피발릭산 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리플로필렌글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 및 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 2 이상인 막-전극 접합체 제조방법
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5
제4항에 있어서, 상기 가교제는 분자량이 서로 상이한 2 이상을 사용하는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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제1항에 있어서, 상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 및 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트의 혼합물이며, 가교제 100중량%에 대하여 디비닐벤젠 60 내지 90중량%, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트 3 내지 15중량%, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 3 내지 15중량% 및 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트 3 내지 15중량%인 막-전극 접합체 제조방법
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7
제1항에 있어서, 상기 가교중합반응은 광가교 (photo-crosslinking) 또는 열가교 (thermal crosslinking)에 의해 수행되는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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8
제1항에 있어서, 상기 개시제는 벤조페논, 벤질디메틸케탈, 1,2-디페닐 에탄디온, 하이드록실디메틸아세토폰 및 α-하이드록시사이클로헥실페닐메타논으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 광개시제인 막-전극 접합체 제조방법
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9
제1항에 있어서, 상기 개시제는 벤조일 퍼옥사이드, 과산화벤조일, 아조비스이소부티로니트릴, 아조메탄 및 아조이소프로판으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 열개시제인 막-전극 접합체 제조방법
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10
제1항에 있어서, 상기 가교제는 단량체와 가교제의 합계 100중량%에 대하여 10 내지 30중량%의 함량으로 포함하는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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11
제1항에 있어서, 상기 개시제는 단량체 100중량부에 대하여 1 내지 5중량부의 함량으로 포함하는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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12
제1항에 있어서, 상기 전극층 형성용 금속이온으로 이온교환시키는 단계는, 상기 세공충진 양이온 교환막을 황산수용액에 1 내지 15시간 함침시킨 후 수세하는 단계;메탄올 또는 에탄올과 물의 혼합 용매에 전극층 형성용 금속 이온 함유 전구체를 용해하여 백금 이온 함유 용액을 제조하는 단계; 및 상기 세정된 세공충진 양이온 교환막을 전극층 형성용 금속 이온 함유 전구체 용액에 함침하는 단계를 포함하는 공정에 의해 수행되는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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13
제12항에 있어서, 상기 황산 수용액은 0
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14
제12항에 있어서, 상기 메탄올 또는 에탄올과 물의 혼합 용매는 메탄올 또는 에탄올과 물의 부피비가 1:2 내지 1:5인 막-전극 접합체 제조방법
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15
제1항에 있어서, 상기 전극층 형성용 금속 이온 함유 전구체 용액은 전극층 형성용 금속 이온을 0
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16
제1항에 있어서 전극층 형성용 금속이온으로 이온교환시키는 단계는 20분 내지 1시간 동안 수행하는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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17
제1항에 있어서, 상기 환원은 상기 전극층 형성용 금속이온으로 이온교환된 세공충진 양이온 교환막을 pH 11 내지 14의 알칼리 수용액에 NaBH4 및 LiAlH4로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나가 용해된 환원용액에 함침하여 수행하는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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18
제1항에 있어서, 상기 환원용액에 함침은 30분 내지 5시간 동안 수행하는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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19
제18항에 있어서, 상기 환원용액은 알칼리 수용액에 NaBH4 또는 LiAlH4가 0
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20
제1항에 있어서, 상기 전극층 형성용 금속이온은 백금, 류테늄 또는 이들의 혼합 금속의 이온인 막-전극 접합체 제조방법
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21
제17항에 있어서, 상기 알칼리 수용액은 20 내지 60℃의 온도를 갖는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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22
제1항에 있어서, 상기 다공성 고분자 필름은 25㎛ 이하(0㎛은 제외한다)의 두께를 갖는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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23
제1항에 있어서, 상기 다공성 고분자 필름은 LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), PE(Polyethylene)계 공중합체, PP(Polypropylene), EVA(Ethylene Vinyl Alcohol), EOR(Ethylene Octene Rubber)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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24
제1항에 있어서, 상기 다공성 고분자 필름을 아세톤 용매에 30분 내지 5시간 동안 세척한 후 건조하는 단계를 더 포함하는 것인 막-전극 접합체 제조방법
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25
제1항에 있어서, 상기 백금이온을 환원시키는 단계에서 얻어진 막-전극 접합체를 황산 수용액으로 30분 내지 5시간 동안 함침한 후 수세하는 단계를 더 포함하는 막-전극 접합체 제조방법
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26
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 세공충진 양이온교환막 상에 나피온(Nafion) 용액을 표면에 분사하여 코팅하는 단계를 더 포함하는 막-전극 접합체 제조방법
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27
25㎛ 이하의 두께를 갖는 다공성 고분자 필름; 및 상기 다공성 고분자 필름의 표면에 전극 금속에 의한 전극층을 포함하며, 상기 다공성 고분자 필름의 세공 내에 양이온교환수지가 충진되고, 또한 상기 전극 금속이 존재하는 수소수 생성용 막-전극 접합체
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28
제27항에 있어서, 상기 양이온교환수지는 단량체, 가교제 및 광개시제 또는 열개시제의 중합에 의한 것인 막-전극 접합체
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제27항에 있어서, 상기 다공성 고분자 필름은 LLDPE(Linear Low Density Polyethylene), LDPE(Low Density Polyethylene), PE(Polyethylene)계 공중합체, PP(Polypropylene), EVA(Ethylene Vinyl Alcohol), EOR(Ethylene Octene Rubber)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 것인 막-전극 접합체
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제27항에 있어서, 상기 단량체는 스티렌, N-페닐아미드(N-Phenylacrylamide), N-트리페닐메틸 메타크릴라이드(N-(Triphenylmethyl)methacrylamide), 에틸렌글리콜 페닐에테르 아크릴레이트(Ethylene glycol phenyl ether acrylate), 2-히드록시-3-페녹시페닐 아크릴레이트(2-Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate), 2-술포에틸 메타크릴레이트(2-sulfoethyl methacrylate) 및 3-술포프로필 메타크릴레이트(3-sulfopropyl methacrylate)로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 막-전극 접합체
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제27항에 있어서, 상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 하이드록시피발릭산 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 트리플로필렌글리콜 디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 글리세린 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 및 트리스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 분자량이 상이한 2 이상을 포함하는 것인 막-전극 접합체
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제27항에 있어서, 상기 가교제는 디비닐벤젠, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1,3-부탄디올 디메타크릴레이트 및 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트를 포함하는 것인 막-전극 접합체
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제27항에 있어서, 상기 광개시제는 벤조페논, 벤질디메틸케탈, 1,2-디페닐 에탄디온, 하이드록실디메틸아세토폰 및 α-하이드록시사이클로헥실페닐메타논으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 막-전극 접합체
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제27항에 있어서, 상기 열개시제는 벤조일 퍼옥사이드, 과산화벤조일, 아조비스이소부티로니트릴, 아조메탄 및 아조이소프로판으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나인 막-전극 접합체
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제27항에 있어서, 상기 전극 금속은 백금, 루테늄 또는 이들의 혼합금속인 막-전극 접합체
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