| 초록 |
기존의 연료전지용 MEA(membrane electrode assembly) 제조에 이용되는 백금 담지 카본블랙을 대체하는 새로운 방법으로 펄스 도금법을 이용한 촉매 합성법이 대두되고 있다. 연료전지용 촉매로 쓰이는 백금의 로딩량을 낮추기 위해서 합성된 콜로이드를 펄스도금법에 이용하여 촉매가 담지 되지 않은 전극에 전해증착시켰다. 연료전지 촉매전극의 전지반응에 있어서, H2 또는 H+이온이 Pt 촉매를 벗어날 때 수소이온과 함께 Pt 입자가 이동하는 Pt migration 현상이 발생하는데, 이러한 현상은 Pt 입자를 응집시켜 촉매의 활성을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 또한, Pt의 입자크기가 작아질수록 이러한 현상은 증가하게 되어 전지의 수명을 저하시키는 요인으로 작용하고 있다. 따라서 carbon black 표면에 Pt 입자를 견고히 고착시킬 방법의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 Pt migration 현상을 감소시키기 위하여 제 2의 촉매 금속으로서 Au를 카본 블랙 상에 담지하여 Pt를 고착시키기 위한 기초적인 연구를 수행하였다. 합성된 Au 콜로이드를 펄스도금법을 이용하여 전해증착시키는 실험을 하였고 그 위에 합성된 Pt 콜로이드를 펄스도금법을 이용하여 Au 콜로이드가 전해증착된 전극에 촉매로써 전해증착시켰다. 시간과 duty cycle에 따라서 전해액으로 사용된 콜로이드가 전착되어 형성된 모습을 FE-SEM을 통하여 관찰하였다. 또 순환전위법을 이용하여 전기화학적 특성을 평가하였다. Au 콜로이드는 약 10분동안 전해증착 시켰을때 좋은 morphology를 보였고 Pt 콜로이드는 5분정도에서 좋은 morphology를 보였다. 50% duty cycle에서 전해증착된 Au와 Pt 콜로이드 전극이 가장 좋은 전기화학적 성능을 보였다. |
