PEMFC의 저 백금촉매 전극의 제조

전문가 제언

○ 백금의 세계적 자원은 한정적이다. 2050년에 매년 1억대의 연료전지 자동차를 생산한다면, 매년 2kt의 백금이 소요되며, ㎾당 0.2g 백금을 가정하면, 대당 20g의 백금이 필요하다. 현재 연간 백금생산량은 0.2kt으로서 Pd, Ru의 귀금속을 대체해도 수요에 미치지 못한다. 고온에서 백금을 사용하지 않는 새로운 촉매가 PEMFC 성공의 관건이다.

○ 연료전지의 촉매 가격을 낮추는 방법은 현재 2가지가 활성적인데, 비귀금속 촉매의 개발과 Pt 로딩을 줄이는 것이다. 비귀금속 촉매는 재료와 기술면에서 아직 뚜렷한 성과가 없다. Pt 로딩의 저감은 몇 가지 괄목할만한 결과를 보여주나, 아직 연료전지의 수명에서 문제가 있다. 그러나 아직 이 분야의 뚜렷한 성과가 없으나 상당한 진전은 진행되고 있다.

○ 백금입자촉매와 카본지지 Pt 나노입자가 현재로는 가장 활성적이고 효율적이다. 그러나 고가인 것과 몇 가지 단점을 갖고 있다. 산소환원반응의 중간물(H2O2)은 촉매의 활성을 저하시킨다. 또한 Pt 촉매는 오염물질에 대단히 민감하여 수소 중의 CO, H2S, NH3와 공기 중의 NOx, SOx에 의하여 독작용을 일으키는 점 등이다.

○ Pt 로딩을 저감하는 것은 전극구조를 최적화하는 것인데, 카본 나노튜브/파이버(CNT/CNF)에 Pt 로딩을 줄이면서 촉매활성을 강화하는 데는 제조방법에 크게 좌우된다. 이글에서 제시하는 여러 가지의 방법은 습식화학법과 AAD같은 직접 증착하는 방법으로 우선 구분된다. 전자는 기판의 전처리를 비롯하여 침윤, 여과 및 분쇄 등 오염을 배제한 복잡한 전처리 과정이 있다. 반면 후자는 전처리 과정이 생략되는 장점이 있는 반면 고가의 진공 장비 등이 동원된다. 따라서 백금 촉매의 제조는 여러 가지 조건을 고려하여 최적화된 방법의 선정이 중요하다.

○ 국내의 연료전지 제작자는 주로 수입에 의존하는데, 복합분말과 페이스트는 일부 상용화되어 판매되고 있으나 상당히 고가에 거래되고 있다. 또한 기술 노출 등의 문제로 공급자와 사용자 간의 커뮤니케이션도 전무한 상태이다. 따라서 이 과제는 기술정보를 확립하여 원료분말을 가공하여 부가가치를 높인 페이스트의 국산화를 이루어야 할 것이다.

저자

A. Esmaeilifar et. al.

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2010

권(호)

35

잡지명

Energy

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

3941~3957

분석자

손*목

분석물

• PEMFC의 저 백금촉매 전극의 제조.pdf [427,439 byte]

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