고분자 전해질 연료전지용 수소이온 전도성 고분자 섬유 매트릭스 내장 전극 및 이를 포함하는 막-전극 접합체

Abstract

본 발명은 수소이온 전도성 고분자 섬유 매트릭스가 내장된 전극구조를 가지는 연료전지용 막-전극 접합체 구조, 제조방법 및 이를 포함하는 연료전지에 관한 것으로서, 전극 촉매층 내 수소 이온 전도성 고분자 섬유 매트릭스를 도입하여 전극 내 거대 수소 이온 전달 경로를 형성한다. 이를 위하여, 고분자 전해질막 일면 또는 양면에 수소 이온 전도성 고분자 섬유를 적층하고, 이들을 고온 어닐링 과정을 통해 물리적으로 결착시킨 후, 접합체 양면에 산화 전극과 환원전극을 형성하여 수소 이온 전도성 고분자 섬유 매트릭스가 내장된 막-전극 접합체 구조를 구현한다. 본 발명에 의해 제조된 막-전극 접합체는 전극 내 수소 이온 전달 속도를 크게 증가시켜 저가습 조건에서 단위 연료전지 셀의 성능을 향상시키는 특성을 보인다.