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이산화 티타늄 및 이리듐 산화물을 포함하는 촉매; 및 이온교환 수지;를 포함하고,상기 촉매의 입도(size)가 10 내지 50nm이고,상기 촉매의 BET 비표면적이 15 내지 60 m2/g인 것인 애노드
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제1항에 있어서,상기 이리듐 산화물의 입도(size)가 10 내지 50nm이고, 상기 이리듐 산화물의 BET 비표면적이 10 내지 20m2/g인 것을 특징으로 하는 애노드
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제1항에 있어서, 상기 이산화 티타늄은 루타일 결정(R)과 아나타제 결정(A)을 포함하고, 상기 루타일 결정(R)의 중량비(R/(R+A))가 0
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제1항에 있어서,상기 촉매는 다공성인 것을 특징으로 하는 애노드
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제1항에 있어서,상기 촉매는 상기 이리듐 산화물과 상기 이산화 티타늄의 전체에 대하여 상기 이리듐 산화물 20 내지 80 몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는 애노드
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제5항에 있어서,상기 촉매는 상기 이리듐 산화물과 상기 이산화 티타늄의 전체에 대하여 상기 이리듐 산화물 50 내지 70 몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는 애노드
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제6항에 있어서,상기 촉매는 상기 이리듐 산화물과 상기 이산화 티타늄의 전체에 대하여 상기 이리듐 산화물 60 내지 70 몰%를 포함하는 것을 특징으로 하는 애노드
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제1항에 있어서,상기 이리듐 산화물이 상기 이산화 티타늄에 담지된 이리듐 산화물인 것을 특징으로 하는 애노드
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제1항에 있어서,상기 이온교환 수지가 이오노머를 포함하고,상기 이오노머가 설포닐기(-SO3H)를 갖는 퍼플루오리네이티드 수지(perfluorinated resin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 애노드
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10
고분자 전해질 막;상기 고분자 전해질 막의 일면 상에 위치하는 애노드; 및상기 고분자 전해질 막의 타면 상에 위치하는 캐소드;를 포함하고,상기 애노드는 이산화 티타늄 및 이리듐 산화물을 포함하는 촉매; 및 이온교환 수지;를 포함하고,상기 촉매의 입도(size)가 10 내지 50nm이고,상기 촉매의 BET 비표면적이 15 내지 60 m2/g인 것인 막전극 접합체
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11
제10항에 있어서,상기 고분자 전해질 막이 이온교환 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 막전극 접합체
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제11항에 있어서,상기 이온교환 수지가 이오노머를 포함하고,상기 이오노머가 설포닐기(-SO3H)를 갖는 퍼플루오리네이티드 수지(perfluorinated resin)를 포함하는 것을 특징으로 하는 막전극 접합체
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13
제10항에 있어서,상기 고분자 전해질 막의 두께가 30 내지 70μm인 것을 특징으로 하는 막전극 접합체
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제10항에 따른 막전극 접합체를 포함하는 수전해 소자
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(a) 이산화 티타늄 및 이리듐 산화물을 포함하는 촉매; 및 이온교환 수지;를 포함하는 애노드 슬러리를 준비하는 단계;(b) 상기 애노드 슬러리를 제1 기판 상에 코팅하고 건조하여 애노드/제1 기판을 제조하는 단계;(c) 탄소물질과 상기 탄소물질에 담지된 백금 (Pt/C) 및 이온교환 수지를 포함하는 캐소드 슬러리를 준비하는 단계;(d) 상기 캐소드 슬러리를 제2 기판에 코팅하고 건조하여 캐소드/제2 기판을 제조하는 단계;(e) 고분자 전해질 막의 일면에 상기 애노드/제1 기판의 애노드를 접하게 하고, 상기 고분자 전해질 막의 타면에 상기 캐소드/제2 기판의 캐소드를 접하게 하고 상기 애노드와 상기 캐소드를 상기 고분자 전해질의 일면 및 타면에 각각 전사하여 제1 기판/애노드/고분자 전해질 막/캐소드/제2 기판을 제조하는 단계; 및(f) 상기 제1 기판/애노드/고분자 전해질 막/캐소드/제2 기판에서 제1 기판 및 제2 기판을 각각 제거하여 애노드/고분자 전해질 막/캐소드를 포함하는 막전극 접합체를 제조하는 단계;를 포함하는 막전극 접합체의 제조방법
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제15항에 있어서, 단계 (a) 전에(a-1) 티타늄 전구체, 제1 용매 및 킬레이트제를 포함하는 티타늄 전구체 용액을 제조하는 단계;(a-2) 상기 티타늄 전구체 용액을 열처리하여 이산화 티타늄을 제조하는 단계;(a-3) 이리듐 전구체, 제2 용매 및 질산나트륨(NaNO3)을 포함하는 이리듐 전구체 용액을 제조하는 단계; 및(a-4) 상기 이리듐 전구체 용액에 상기 이산화 티타늄을 분산시키고, 열처리하여 이산화 티타늄 및 이리듐 산화물을 포함하는 촉매를 제조하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 막전극 접합체의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 티타늄 전구체는 티타늄 부톡사이드(Titanium butoxide), 티타늄 이소프로폭사이드(Titanium isopropoxide), 티타늄 클로라이드 (Titanium chloride), 티타늄 테트라이소프로폭사이드(Titanium tetraisopropoxide) 및 테트라-n부틸 오쏘티타네이트(Tetra-n-butyl orthotitanate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 막전극 접합체의 제조방법
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제16항에 있어서,상기 제1 및 제2 용매는 각각 독립적으로 에탄올, 메탄올, 테트라하이드로퓨란, 프로판올, 이소프로판올, 디클로로벤젠, 메틸렌클로라이드, 클로로벤젠, 3차부틸 알코올(tert-butyl alcohol), 증류수 및 질산으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 막전극 접합체의 제조방법
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19
제16항에 있어서,상기 킬레이트제는 아세틸아세톤(Acetylacetone) 및 에틸 아세토 아세테이트 (Ethylacetoacetate)로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 막전극 접합체의 제조방법
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20
제15항에 있어서, 상기 단계 (e)의 전사가 고분자 전해질 막의 일면에 상기 애노드/제1 기판의 애노드를 접하게 하고, 상기 고분자 전해질 막의 타면에 상기 캐소드/제2 기판의 캐소드를 접하게 하고 핫 프레스 방법으로 수행되는 것을 특징으로 하는 막전극 접합체의 제조방법
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