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Clean Technology, Vol.13, No.2, 99-103, June, 2007
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초임계유체를 이용한 PEMFC용 자가 가습 백금/나피온 막의 제조
Preparation of Self-humidifying Pt/Nafion Membranes using Supercritical CO2 for PEMFCs
변정연, 김효원, 성준용1, 김화용†
  • 서울대학교 공과대학 화학생물공학부, 151-742 서울시 관악구 신림동 산 56-1
  • 1연세대학교 CT연구단, 120-749 서울시 서대문구 신촌동 134
Jungyeon Byun, Hyowon Kim, Joon Yong Sung1, and Hwayong Kim†
  • School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University, 56-1 Shinlim-dong, Gwanak-Gu, Seoul 151-744, Korea
  • 1Center for Clean Technology, Yonsei University, 134 Shinchon-dong, Seodaemun-gu, Seoul 120-749, Korea
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초록
초임계함침법을 이용하여 백금을 나피온 112 막에 함침시켜 자가 가습 막을 제조하였다. 초임계이산화탄소를 용매로 하여 나피온112 막에 Pt(II)(acac)2를 80 ℃, 19.8 MPa 조건에서 함침한 후, NaBH4 용액을 사용하여 50 ℃ 에서 2시간 동안의 환원과정을 통하여 Pt 입자로 환원시켜 PEMFC용 백금/나피온 자가가습 전해질막을 제조하였다. 제조한 백금/나피온 막들을 SEM, EDS, EPMA 등의 분석을 통하여 백금 입자들이 균일하게 분산되어 함침되었음을 확인하였다. 제작한 백금/나피온 막을 무가습 조건에서 구동되는 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC)의 전해질로 적용하였을 때 65℃ 구동온도에서 일반적인 나피온 112를 전해질로 사용한 경우보다 향상된 성능을 보였다.
Pt/Nafion self-humidifying membranes for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) were synthesized via a supercritical-impregnation method. The Nafion 112 membranes were impregnated with Pt(II) acetylacetonate from a supercritical carbon dioxide (scCO2) solution at 80℃ and 19.8 MPa.After the impregnation, the Pt-impregnated Nafion membrane was converted Pt deposited Nafion(Pt/Nafion) membrane by reducing agent, sodium borohydride (NaBH4) under 50℃ and 2 hours. The prepared Pt/Nafion membranes were investigated by SEM, EDS and EPMA. The performance of the Pt/Nafion membranes was examined in PEMFC as a self-humidifying membrane. The cell peformance of the Pt/Nafion membrane at 65℃ is better than that of Nafion 112.
Keywords:고분자전해질 연료전지;초임게이산화탄소;백금/나피온
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