내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

연료전지의 산소환원 전극 촉매의 신 전개

전문가 제언: ○ 1843년 W. Grove경에 의하여 Pt 전극을 채용하여 묽은 황산전해질 속에서 수소와 산소를 각각 연료와 산화제로 사용한 연료전지를 보고한 이래, 연료전지는 사용된 셀 분리막(cell membrane)과 전해질에 따라 다양한 종류로 개발되어 왔다.

○ 양 전극에 사용되는 전극 촉매로는 백금이 가장 대표적이다. 백금 전극 상에서 수소의 산화반응은 빠른 반면, 또 다른 백금 전극 상에서의 산소 환원반응(Oxygen Reduction Reaction; ORR)은 수소의 그것에 비해 느려서 전체적인 반응속도는 ORR 속도에 의해 결정된다. 이는 음극에 높은 과전압(overpotential)을 유도하여 연료전지의 효율을 낮춘다.

○ 이런 가운데 전극의 Pt 장착(loading)을 줄이고자 하는 노력은 부단한데, PTFE같은 전극 촉매 층은 스파터링(sputtering)이나 전착법(electrodeposition)이 있으나 가스 확산층(diffusion layer)을 도입하는 것이 효과적이고 싸다는 보고가 있다. 또한 카본 나노튜브로 가스 확산층이 개발되고 있으며, 금속산화물을 수화나 무정형(amorphous) FePOx 같은 것으로 혼합하는 연구가 있는데 아직 미미한 수준이다.

○ CO 촉매 독작용을 방지하고 Pt장착 감소를 위한 양 기능 촉매로 Pt/Ru, Pt/Mo 및 Pt/Re의 합금을 사용하는데, 이 촉매는 일종의 규칙적 배열이어야 효과가 있는데 그렇지 못한 점이 문제이다. 금속간 화합물 Pt-Bi 같은 것이 더 규칙성을 주나 아직 발표가 없다.

○ 본문의 금 나노 입자에 대한 입자 크기와 단결정면의 조정에 의한 산소극의 개발은 Pt나 기타 귀금속의 탈피를 시도하는 측면에서 가치가 있어 보이는데, 실험결과에서도 나와 있듯이 아직 성능 면의 개선이 요구 된다고 본다. 이중전극은 상기의 양 기능 촉매와 괘를 같이하는데 좋은 구상이라고 본다.

저자: Takeo Ohsaka ; Takeyoshi Okajima
자료유형: 학술정보