PEMFC의 저백금, 고전류 밀도의 다중층 캐소드 촉매 제조

전문가 제언

○ PEMFC(proton exchange membrane fuel cell)는 Pt를 촉매로 사용하는데, Pt는 귀금속으로써 지구상에 존재하는 자원에 한계가 있다. 그런데 문제는 PEMFC에서 Pt를 대체코자하는 많은 연구가 여러 가지 형태로 연구되었는데도 아직 Pt를 능가하는 좋은 촉매가 나타나지 않는 것이다. Pt대체 연구형태는 다른 재료를 탐색하는 것, Pt와의 합금을 사용하는 것과 촉매 담체로 카본나노튜브 같은 카본 재료를 나노구조로 기초를 잡고 역시 나노 입자의 Pt분말을 사용 Pt의 활성을 극대화하는 것이다.

 

○ 이글은 PEMFC의 캐소드 전극 구조를 증착 기법으로 다중층의 촉매 활성층을 만드는데, Pt의 로딩을 0.05mg/cm2으로 하는 낮은 로딩으로 성능을 극대화하는 실험을 보고한 것이다. 여기에 같이 코팅한 CN(Carbon-Nafion)은 실험 방법에 따라 많게는 3차례 까지 코팅하였다. 여기서 GDL(gas diffusion layer)과 MPL(micro porous layer)이 촉매 전극의 표면 활성 면적에서의 ORR(oxygen reduction reaction)을 보다 활성화 시키면서 촉매 성능을 높이는 결과를 주었다.

 

○ 이 결과는 캐소드 촉매를 제조할 때, 보여주는 중요한 기법으로써 다중층으로 제작할 때의 성능 향상을 기하는 좋은 참고자료이며, 또한 이 실험에서 보여준 방법과 다중층으로 제조한 촉매가 기타 문헌에 발표된 것과 비교해서, 훨씬 우수한 성능을 보여준다는 점에서 추천할만한 정보라고 보고 있다.

 

○ 국내는 한국화학연구원이 PEMFC용 Pt/C 캐소드 전극촉매 특성과 반응온도에 대하여 보고하고, 100℃의 고온이 60℃의 저온에서보다 더 균일한 입자 분포가 있다고 보고하였다. 울산대는 PEMFC 캐소드를 위한 PtCo/C, Pt/C 촉매제조와 전기화학적 평가를, 한국 생산기술연구원은 질화탄소 지지체를 포함하는 PEMFC캐소드 촉매 제조에 대하여 특허를 획득하였다. 삼성전자는 연료전지 패키지의 제조와 이를 포함하는 카드 및 시스템에 대한 특허를, 삼성SDI는 다성분 전극 촉매 특허 등 다수가 있다.

 

저자

Daouda Fofana et al.

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

에너지

연도

2014

권(호)

64()

잡지명

Energy

과학기술
표준분류

에너지

페이지

398~403

분석자

손*목

분석물

• PEMFC의 저백금, 고전류 밀도의 다중층 캐소드 촉매 제조.pdf [343,523 byte]

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