고분자 전해질 연료전지 전극(PEM fuel cell electrodes)

전문가 제언

□ 고체고분자형 연료전지에 있어서 연료전지의 성능은 막-전극접합체(MEA)에 의존하게 된다. MEA는 촉매층 사이에 프로톤 교환막을 넣어 제조되는 것으로, MEA 성능을 좌우하는 것은 막, 막과 촉매층의 계면, 그리고 촉매층이다. 본 논문에서는 촉매층의 제조 방법 및 발전방향에 대해 정리하였다.

□ 고체고분자형 연료전지의 상업화에 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 것은 고가의 Pt이 anode와 cathode에 사용되어야 하는 데 있다. 따라서 연료전지 상업화를 위해 Pt의 양을 적게 사용하면서 높은 연료전지 효율을 얻는 방법을 개발해야하는 것이 가장 핵심이다.

□ 촉매층은 전극과 촉매로 이루어졌는데, 촉매층을 제조하는 방법으로는 초기에는 PTFE-결합 방법으로 제조되었고, 이후 더 적은 Pt을 사용할 수 있는 Thin-film 제조 방법이 개발되어 지금까지도 가장 일반적으로 제조되고 있다. 그러나 Pt의 사용량을 더 감소시키기 위한 노력의 일환으로, 진공-증착 방법, Electrodeposition 방법 등으로 제조되고 있다.

□ 이상의 방법으로 촉매층을 제작해도 지금까지 사용한 Pt의 50% 효율을 달성하지 못하고 있는 것이 현실이다. 이를 극복하기 위해 촉매층 뿐 아니라, 촉매층 제작을 위한 지지체로 사용되고 있는 탄소전극의 구조, 조성, 및 기공의 크기 등에 따른 촉매의 활성 증진과 아울러, 연료가 도입되는 기체 확산층의 소재, 구조 및 촉매와의 조성을 통해서도, 적은 양의 Pt을 사용하고 높은 연료전지 효율을 얻는 방법에 대한 최근까지의 연구가 정리되어 있어, Pt촉매효율을 증가시키기 위한 많은 연구 결과들을 일목요연하게 볼 수 있을 것으로 판단된다.

저자

Litster, S; McLean, G

자료유형

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2004

권(호)

130(1-2)

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

61~76

분석자

원*무

분석물

• 고분자전해질 연료전지 전극.pdf [168,485 byte]

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