연료전지용 3차원 막전극조립체(MEA)로서,상기 3차원 막전극조립체(MEA)는, 내부가 계면에 의해 서로 꼬인 형태의 2개의 부공간으로 분리 구획되는 3차원 박막구조체이고,상기 3차원 박막구조체의 계면은 MEA용 박막을 구성하며,상기 2 개의 부공간 중 제1 부공간은 연료의 이동 통로로 제공되고 제2 부공간은 산화제의 이동 통로로 제공되는 것을 특징으로 하는 연료전지용 3차원 막전극조립체.

제1항에 있어서, 상기 MEA용 박막은 전해질막의 양면에 촉매층 및 확산층이 순차적으로 형성된 것을 특징으로 하는 연료전지용 3차원 막전극조립체.

제2항에 있어서, 상기 전해질막은 금속, 폴리머, 세라믹 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 연료전지용 3차원 막전극조립체.

제1항에 있어서, 상기 계면은 3주기적 최소곡면(TPMS; Triply Periodic Minimal Surface)인 것을 특징으로 하는 연료전지용 3차원 막전극조립체.

제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 따른 3차원 막전극조립체; 상기 3차원 막전극조립체를 내부에 수용하고 상기 제1 부공간 및 제2 부공간 각각에 독립적으로 연통되어 연료 및 산화제의 입구 및 출구가 구비된 케이싱;을 포함하는 연료전지.

제5항에 있어서, 2개의 접속단자가 별도로 제공되고, 각각의 접속단자는 상기 제1 부공간 및 제2 부공간 쪽 표면에 독립하여 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 연료전지.

제5항에 있어서, 상기 입구 또는 출구가 접속단자로 기능하는 것을 특징으로 하는 연료전지.

(A) 제1항 내지 제4항 중 어느 하나에 따른 3차원 막전극조립체를 형성하는 단계; 및 (B) 상기 3차원 막전극조립체를 내부에 수용하고 연료 및 산화제의 입구 및 출구가 구비된 케이싱을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 케이싱을 형성하는 (B) 단계는,(B1) 상기 3차원 막전극조립체의 내부를 충진재로 채우는 단계;(B2) 상기 3차원 막전극조립체의 제1 부공간 및 제2 부공간 각각에 독립하여 복수의 봉재를 연결시키는 단계;(B3) 상기 3차원 막전극조립체 및 복수의 봉재 외부를 감싸도록 케이싱재를 형성하는 단계; 및(B4) 상기 봉재 및 충진재를 제거하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.

제8항에 있어서, 상기 (B2) 단계는, 상기 봉재의 연결 전에 외면을 식각하여 상기 충진재의 일부를 제거함으로써 MEA용 박막의 일부를 노출시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.

제8항에 있어서, 상기 봉재는 충진재와 동일 재질인 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.

제10항에 있어서, 상기 (B1) 단계 이전에 MEA용 박막과 접속단자를 연결하는 도선을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.

제8항에 있어서, 상기 봉재는 충진재와 이종 재질이고, (B4) 단계에서 상기 봉재가 제거된 케이싱재 내면에 상기 MEA용 박막과 전기적으로 연결되는 전도성 박막을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.

제8항에 있어서, 상기 3차원 막전극조립체를 형성하는 (A) 단계는, (A1) 3차원 박막구조체 템플릿을 제조하는 단계; (A2) 상기 템플릿 표면에 전해질막을 형성한 후, 상기 템플릿을 제거하는 단계; (A3) 상기 전해질막의 양면에 촉매층을 형성하는 단계; 및 (A4) 상기 촉매층의 표면에 확산층을 형성하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.

제13항에 있어서, 상기 (A4) 단계는, 2종의 폴리머 혼합용액을 촉매층 표면에 도포 경화 후 어느 하나의 폴리머를 제거하고, 도금을 수행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.

제13항에 있어서, 상기 (A4) 단계는, 금속 분말을 상기 촉매층에 흡수시킨 후, 도금을 수행하는 것을 특징으로 하는 연료전지 제조방법.