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제108회 대한화학회 학술발표회, 총회 및 기기전시회 안내 PEMFC용 고분산 전극촉매 제조 및 특성 연구

등록일
2011년 8월 5일 09시 38분 47초
접수번호
1510
발표코드
Ⅳ-ELEC.P-309 이곳을 클릭하시면 발표코드에 대한 설명을 보실 수 있습니다.
발표시간
금 <발표Ⅳ>
발표형식
포스터
발표분야
전기화학
저자 및
공동저자
박병일, 김해리1, 차문순1
오덱(주) 기술연구소, Korea
1오-덱(주) 기술연구소, Korea

본 연구는 연료전지용 고분산 백금 담지촉매의 제조방법 및 특성에 관한 것으로 에너지 변환 효율이 우수하고 저온에서도 높은 전류밀도를 얻을 수 있는 PEMFC용 전극촉매에 관한 연구가 되겠다. 향후 연료전지 시장이 확대 대고 대중화를 위해 백금 함량을 줄이는게 필수적이며 이를 위해 고분산 백금 담지기술을 연구 개발을 진행 하였다. 전극촉매를 제조하기 위하여 해결되어야 할 가장 중요한 문제는 백금과 탄소담지체간의 상호작용이다. 전극촉매의 경우 귀금속 담지량이 매우 높기 때문에 조건에 따라 백금 분산성에 영향을 미치며 백금의 입자사이즈가 증가하고 백금활성면적이 감소하는 현상이 나타나 연료전지 성능감소에 큰 영향을 미친다. 이와 같은 현상을 억제하고 백금의 분산도를 향상시키기 위하여 백금전구체와 카본과의 흡착방법 및 전구체 환원조건을 조절하여 효과적인 합성방법을 연구하였다. 개발된 전극촉매는 자체 개발한 전극촉매용 백금전구체를 이용하여 카본표면에 1차적으로 물리적 고착을 진행 하였으며 1차 고착후 2차적으로 화학적인 고착기술을 적용하여 원하는 백금 함량을 가지는 기술이 되겠다. 고착된 전극촉매를 환원반응을 통해 환원시킨 후 최종적으로 슬러리를 분리 원하는 전극촉매를 얻을 수 있었다. 합성된 전극촉매를 XRD, TGA, TEM등을 통하여 물성평가를 진행하였으며, MEA를 제조하여 전기활성평가를 수행하였다. XRD와 TEM 결과를 통하여, 고분산이 어려운 결정성 담지체(CNF, CNT 등)의 표면에서도 백금입자사이즈가 2nm 정도로 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있었으며 TGA 결과를 통해 백금 loss가 일어나지 않고 목표한 담지량에 맞게 담지 되었음을 확인할 수 있었다. 또한 전기화학적 활성평가를 수행한 결과, I-V curve에서 1200~1300mA/cm2@0.6V(25cm2 MEA)의 성능으로 상용촉매와 동등수준의 성능을 보이고 있음을 확인할 수 있었다.


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