화학공학소재연구정보센터
학회 한국공업화학회
학술대회 2014년 봄 (04/30 ~ 05/02, 제주국제컨벤션센터)
권호 18권 1호
발표분야 촉매 및 미래형 석유화학공정 심포지엄
제목 기능성 고분자를 이용한 고성능 유무기 하이브리드 연료전지 촉매 개발
초록 고분자 전해질 연료전지에서 환원전극 촉매의 느린 산소 환원 반응과 낮은 안정성은 고성능 연료전지를 구현하기 위해 반드시 극복해야 할 중요한 이슈이다. 산소 환원 반응 활성을 극대화하기 위해 백금 기반의 합금촉매를 이용하려고 하지만, 백금 촉매에 비해 높은 촉매 활성에도 불구하고 공기 또는 산성 전해질에 노출되었을 때 표면 전이금속이 쉽게 산화물을 형성하고 높은 전압영역에서 빠르게 녹아나는 문제가 여전히 남아있다. 나노 입자 표면에서 전이금속 산화물이 형성될 때, 전기음성도가 매우 큰 산소와의 결합으로 전이금속 내 전자가 부족해져 백금으로의 전자 이동이 어려워진다. 또한 높은 전압 영역에서 산소 환원 반응이 진행될 때 전이금속이 산소 친화도가 매우 높기 때문에 쉽게 녹아나 촉매 활성이 빠르게 감소되어 장기 안정성에 치명적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 이러한 백금 기반 합금촉매의 표면 구조를 제어하기 위해, 질소를 포함한 고분자를 합금촉매 표면의 전이금속에만 선택적으로 결합시켜 전이금속에서 백금으로의 전자 이동이 활발하게 함과 동시에 산성 전해질 내 산소와의 접근을 방해함으로써 전이금속의 용해를 억제할 수 있는 고성능/고안정성 유무기 하이브리드 연료전지 촉매를 개발하고자 한다.
저자 정남기1, 박희영1, 이상영1, 류재윤1, 정영훈1, 장인준1, 남석우1, 임태훈1, 장종현1, 박융호2, 성영은3, 유성종1
소속 1한국과학기술(연), 2한양대, 3서울대
키워드 촉매; 합금; 하이브리드; 산소 환원 반응; 연료전지
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