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전해질막; 및상기 전해질막의 양면에 구비된 한 쌍의 전극; 을 포함하고,상기 전해질막은 그래핀 산화물을 포함하고,상기 그래핀 산화물은 포스폰산(PO3H2)이 기능화된(functionalized) 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체
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제1항에 있어서,상기 전해질막은 과불소 술폰산계 이오노머(Perfluorinated Sulfonic Acid Ionomer, PFSA)를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체
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제1항에 있어서,상기 전해질막은 상기 포스폰산이 기능화된 그래핀 산화물을 0
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제1항에 있어서,상기 전해질막의 수분 함습율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체
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제1항에 있어서,상기 전해질막의 수소 이온 전도도(Proton Conductivity)는 0
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제1항에 있어서,상기 그래핀 산화물은 카르복실기, 하이드록실기, 에폭시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 산소 함유 기능 그룹(Oxygen Containing Functional Group)을 포함하고,상기 포스폰산은 상기 산소 함유 기능 그룹의 산소 와 공유결합(Covalent Bonding)되어 기능화된 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체
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제1항에 있어서,상기 막-전극 접합체는 다공성 강화필름을 포함하는 한 쌍의 이오노머 복합막을 포함하고,상기 이오노머 복합막은 전극 및 전해질막 사이에 구비되어 상기 전해질막의 양면에 부착된 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체
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제7항에 있어서,상기 이오노머 복합막은 과불소 술폰산계 이오노머를 포함하고,상기 과불소 술폰산계 이오노머는 상기 다공성 강화필름의 기공에 함침된 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체
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제7항에 있어서,상기 다공성 강화필름은 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 확장형 폴리테트라플루오로에틸렌(e-PTFE), 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 폴리벤지미다졸(PBI), 폴리이미드(PI), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVdF), 폴리비닐클로라이드(PVC) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체
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포스폰산 전구체 물질 및 그래핀 산화물을 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;상기 제1 혼합물에 활성 첨가물을 투입 및 분산하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;상기 제2 혼합물을 액상 및 고상으로 분리하는 단계;상기 분리된 고상을 건조하여 고상 분말을 제조하는 단계;상기 고상 분말을 세척하여 포스폰산이 기능화된 그래핀 산화물(Phosphoric Acid Functionalized Graphene Oxide, PGO)을 얻는 단계;상기 포스폰산이 기능화된 그래핀 산화물을 과불소 술폰산계 이오노머 용액과 혼합하여 제3 혼합물을 제조하는 단계;상기 제3 혼합물을 코팅 및 건조하여 전해질막을 제조하는 단계; 및상기 전해질막의 양면에 전극을 부착하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체 제조방법
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제10항에 있어서,상기 포스폰산 전구체 물질은 트라이에틸포스폰산염(Triethylphosphite, P(OEt)3)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체 제조방법
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제10항에 있어서,상기 그래핀 산화물은 상기 포스폰산 전구체 물질 100중량부 기준으로 0
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제10항에 있어서,상기 활성 첨가물은 브로민화 리튬(LiBr)을 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체 제조방법
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제10항에 있어서,상기 활성 첨가물은 상기 포스폰산 전구체 물질 100중량부 기준으로 0
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제10항에 있어서,상기 고상 분말을 테트라하이드로퓨란(Tetrahydrofuran), 디메틸포름아마이드(Dimethylformamide), 물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 것으로 세척하여 포스폰산이 기능화된 그래핀 산화물을 얻는 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체 제조방법
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제10항에 있어서,상기 전해질막은 상기 포스폰산이 기능화된 그래핀 산화물을 0
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제10항에 있어서,상기 전해질막의 양면에 전극을 부착하기 전, 상기 전해질막의 양면에 이오노머 복합막을 부착하는 단계를 더 포함하고,상기 이오노머 복합막은 다공성 강화필름의 기공에 과불소 술폰산계 이오노머가 함침된 것을 특징으로 하는 연료전지용 막-전극 접합체 제조방법
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