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탄소계 지지체 표면에 흡착된 금속 촉매 및 이오노머 바인더를 포함하는 연료전지 전극 조성물로서, 상기 이오노머는 초임계 조건하에서 알코올과 물을 포함하는 혼합 용매 중에 나노분산된 이오노머인 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 혼합 용매는 알코올의 함량이 물의 함량보다 높은 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로필알코올, 부탄올, 이소부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, 이소펜틸 알코올, 2-메틸-1-부탄올, 네오펜틸 알코올, 디에틸 케비놀, 메틸 프로필 케비놀, 메틸 이소프로필 케비놀, 디메틸 에틸 케비놀, 1-헥산올, 2-헥산올, 3-헥산올, 2-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 4-메틸-1-펜탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 3-메틸-2-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 2-메틸-3-펜탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2,2-디메틸-1-부탄올, 2,3-디메틸-1-부탄올, 2,3-디메틸-2-부탄올, 3,3-디메틸-1-부탄올, 2-에틸-1-부탄올, 1-헵탄올, 2-헵탄올, 3-헵탄올 및 4-헵탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 혼합 용매는 아세톤, 에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 플로로에틸렌카보네이트, 디메틸아세트아마이드, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아마이드, N-메틸피롤리돈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유기용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 초임계 조건의 온도는 80 내지 300 ℃ 범위이고, 압력은 0
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제1항에 있어서, 상기 이오노머는 전극 조성물 전체를 기준으로 1 내지 80 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 이오노머는 과불소계 이오노머, 부분불소계 이오노머 또는 탄화수소계 이오노머 중에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 나노분산된 이오노머 입자의 크기는 알코올과 물의 비율 및 초임계 조건의 변화에 의해 조절가능한 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 탄소계 지지체는 카본블랙, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노와이어, 탄소나노혼 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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제1항에 있어서, 상기 금속 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 금(Au), 은(Ag), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 이트륨(Y) 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자인 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물
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(i) 알코올과 물을 포함하는 혼합 용매에 전극 바인더로 사용될 이오노머를 도입한 후 초임계 조건하에 분산시켜 이오노머 나노분산액을 제조하는 단계; 및(ii) 탄소계 지지체 표면에 흡착된 금속 촉매와 상기 이오노머 나노분산액을 혼합하는 단계를 포함하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 혼합 용매는 알코올의 함량이 물의 함량보다 높은 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 알코올은 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 이소프로필알코올, 부탄올, 이소부탄올, 2-부탄올, tert-부탄올, n-펜탄올, 이소펜틸 알코올, 2-메틸-1-부탄올, 네오펜틸 알코올, 디에틸 케비놀, 메틸 프로필 케비놀, 메틸 이소프로필 케비놀, 디메틸 에틸 케비놀, 1-헥산올, 2-헥산올, 3-헥산올, 2-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 4-메틸-1-펜탄올, 2-메틸-2-펜탄올, 3-메틸-2-펜탄올, 4-메틸-2-펜탄올, 2-메틸-3-펜탄올, 3-메틸-3-펜탄올, 2,2-디메틸-1-부탄올, 2,3-디메틸-1-부탄올, 2,3-디메틸-2-부탄올, 3,3-디메틸-1-부탄올, 2-에틸-1-부탄올, 1-헵탄올, 2-헵탄올, 3-헵탄올 및 4-헵탄올 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 혼합 용매는 아세톤, 에틸카보네이트, 프로필렌카보네이트, 디에틸카보네이트, 디메틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 플로로에틸렌카보네이트, 디메틸아세트아마이드, 디메틸술폭사이드, 디메틸포름아마이드, N-메틸피롤리돈 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 유기용매를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 초임계 조건의 온도는 80 내지 300 ℃ 범위이고, 압력은 0
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제11항에 있어서, 상기 이오노머는 전극 조성물 전체를 기준으로 1 내지 80 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 이오노머는 과불소계 이오노머, 부분불소계 이오노머 또는 탄화수소계 이오노머 중에서 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 나노분산액 중 이오노머 입자의 크기는 알코올과 물의 비율 및 초임계 조건의 변화에 의해 조절가능한 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 탄소계 지지체는 카본블랙, 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 탄소나노와이어, 탄소나노혼 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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제11항에 있어서, 상기 금속 촉매는 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 금(Au), 은(Ag), 크롬(Cr), 망간(Mn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu), 몰리브덴(Mo) 및 이트륨(Y) 또는 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 금속 나노입자인 것을 특징으로 하는 연료전지 전극 조성물의 제조 방법
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애노드 및 캐소드와, 상기 애노드와 상기 캐소드 사이에 배치되는 전해질막으로 이루어지는 연료전지용 막-전극 접합체로서, 상기 캐소드와 상기 애노드 중 적어도 하나는 제1항에 따른 전극 조성물을 이용하여 제조된 것을 특징으로 하는 막-전극 접합체
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제21항에 따른 막-전극 접합체를 포함하는 연료전지
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