| 초록 |
고분자 전해질막 연료전지 내 기체확산층은 연료 기체가 촉매층까지 균일하게 전달되게하며, 촉매층에서 발생하는 전기화학적 반응의 생성물인 물이 배출되는 통로 역할을 한다. 기체확산층은 Macro-porous한 Gas Diffusion Medium(GDM)과 Micro-porous Layer(MPL)의 2개의 층으로 이루어져 있는데 이중 MPL은 carbon powder와 Teflon(PTFE)로 이루어져 있어 소수성을 띄며 촉매층에서 발생하는 물을 원활히 배출하는 역할을 한다. 연료전지의 장기운전 시 발생하는 열화과정을 단기간에 확인하기 위하여 상당한 가혹조건에서 이루어졌으며 실제 반응이 일어나는 cell이 아닌 Dummy cell을 제작하여 실험하였다. 열화실험이 진행됨에 따라 기체확산층의 질량 감소를 확인 할 수 있었고 GDM과 MPL의 소수성 변화 또한 나타났다. MPL 표면 관찰 결과 표면의 crack주위로 원형 모양의 손상이 발견 되었다. 이러한 MPL 손상은 가습을 통해 공급된 물에 의한 것으로 예상된다. 또한 열화가 진행된 기체확산층을 사용하여 전지성능을 측정한 결과 고전류 밀도 영역에서 성능저하를 나타냈는데 이는 MPL 표면에 발생한 손상으로 인해 기체확산층과 촉매층사이의 접촉저항이 증가하고 손상부위에 응축된 물로인해 물질전달 저항이 증가했기 때문으로 판단된다. |
