| 학회 | 한국재료학회 |
| 학술대회 | 2018년 봄 (05/16 ~ 05/18, 삼척 쏠비치 호텔&리조트) |
| 권호 | 24권 1호 |
| 발표분야 | 6. 고기능성 표면처리(Highly Functional Surface Treatment)-오거나이저: 이호년 박사(KITECH) |
| 제목 | 연료전지 촉매 및 전극의 표면처리 |
| 초록 | 연료전지는 수소의 산화와 산소의 환원을 통해서 전기를 생산하는 시스템으로 높은 에너지 효율과 환경 친화적인 반응 특성으로 인하여 차세대 에너지원으로 많은 각광을 받고 있다. 연료전지는 다양한 구성요소로 이루어져 있으며, 이중 반응의 특성을 좌우하는 것은 촉매라고 할 수 있다. 그 동안 연료전지의 연구는 촉매의 활성을 높이는 것에 집중하여 많은 발전을 이루어 왔다. 그러나 연료전지 상용화를 위해서는 촉매의 활성 뿐만 아니라 내구성 또한 향상되어야 하는 중요한 특성 중에 하나이다. 그러므로 최근에는 촉매의 내구성 향상을 위하여 많은 연구가 이루어지고 있다. 촉매의 내구성을 향상하는 방법으로 기존의 연구는 합금을 형성하는 방법을 가장 많이 사용하여왔다. 그러나 최근에 들어서는 나노 입자의 촉매를 탄소 껍질로 감싸 내구성을 향상시키고자 하는 연구들이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 백금 나노 입자의 표면을 탄소 껍질로 처리하는데 있어서 금속-유기물 복합체를 사용하는 방법을 제시하고자 한다. 일반적으로 백금 나노 입자 표면을 탄소 껍질로 처리하기 위해서는 나노 입자의 형성, 유기물 코팅, 유기물의 탄화라는 세 단계를 거처야 하지만 금속-유기물 복합체를 활용할 경우 한 단계 과정으로 나노 입자의 형성 및 탄소 껍질을 동시에 형성할 수 있다. 본 연구에서는 이렇게 형성된 탄소 껍질의 특징을 파악하고 전기화학 반응에 적용하여 향상된 내구성을 확인하였을 뿐만 아니라 추가적으로 반응물 선택적 특성도 확인하였다. 촉매의 내구성을 향상하는 다른 방법은 촉매를 나노 입자로 형성하는 것이 아니라 기체 확산층에 직접 박막 형태로 형성하는 것이다. 박막 형태의 촉매층을 형성하기 위해서 본 연구에서는 기체 확산층에 효과적인 전처리 후 도금을 진행하는 방법과 전처리 없이 초음파로 박막 형태의 촉매층을 형성하는 연구를 진행하였다. 그 결과 두 가지 접근법 모두 촉매의 활성은 유지하면서 향상된 내구성을 보임을 확인하였다. |
| 저자 | 권오중1, 김영광2, 곡수진1, 성영은2, 김현종3 |
| 소속 | 1인천대, 2서울대, 3한국생산기술(연) |
| 키워드 | <P>연료전지; 촉매; 전극; 표면처리; 내구성</P> |
