고분자전해질 연료전지의 전극 열화 과정에서 고분자막에 석출된 백금에 관한 연구 (Study on the Platinum Deposition in Membrane of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell during Electrode Degradation Process)

서지정보

· 발행기관 : 한국화학공학회
· 수록지 정보 : Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK) / 60권 / 2호 / 202 ~ 207페이지
· 저자명 : 박권필, 오소형, 권혜진, 유동근

초록

고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 전극 열화에 대한 연구는 전극상에서 Pt의 입자 성장 및 활성면적 감소에 대한연구가 대부분이다. 고분자막과 접해 있는 전극촉매 Pt의 열화는 고분자막 열화에 영향을 주는데, 이와 관련된 연구는많지 않다. 본 연구에서는 전극촉매 열화 가속 시험 과정에서 열화된 Pt가 고분자막 내부에 석출되는 현상과 그 영향에 대해서 연구하였다. 백금 열화 속도를 가속화시키기 위해 전압 변화(0.6 V ↔ 0.9 V)를 30,000 사이클까지 반복했다. Cathode에 산소를 유입하면서 전압 변화 사이클을 반복했을 때 질소를 유입했을 때 보다 막 내부에 석출된 Pt의양이 더 많았다. 전압 변화 사이클 횟수가 증가할수록 막 내부에 석출된 Pt의 양이 증가하였고, cathode에서 용해된 Pt가 anode 쪽으로 이동해 20,000 사이클에서는 막 내부에 전체적으로 균일한 분포를 보였다. 이와 같은 전극촉매 열화가속 시험과정에서 고분자막의 수소투과 전류밀도는 거의 변하지 않아서, 석출된 Pt가 고분자막의 내구성에는 영향을주지 않음을 확인하였다.

영어초록

The study on electrode degradation of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) was mainlystudied on the particle growth and active area reduction of Pt on the electrode. The degradation of the electrode catalystPt in contact with the membrane affects the deterioration of the polymer membrane, but there are not many studiesrelated to this. In this study, the phenomenon of the deposition of deteriorated Pt inside the polymer membrane duringthe accelerated electrode catalyst degradation test and its effects were studied. The voltage change (0.6 V ↔ 0.9 V) wasrepeated up to 30,000 cycles to accelerate the platinum degradation rate. When the voltage change cycle was repeatedwhile oxygen was introduced into the cathode, the amount of Pt deposited inside the film was larger than when nitrogenwas introduced. As the number of voltage change cycles increased, the amount of Pt deposited inside the membraneincreased, and Pt dissolved in the cathode moved toward the anode, showing a uniform distribution throughout themembrane at 20,000 cycles. In the process of the accelerated electrode catalyst degradation test, the hydrogen crossovercurrent density of the membrane did not change, and it was confirmed that the deposited Pt did not affect the durabilityof the membrane.

참고자료

· 없음