| 초록 |
물로부터 수소(H2)와 산소(O2)를 발생시키는 유력한 방법인 수전해법(electrolysis method)은 오래전부터 알려져 온 방식으로서, 현재까지는 알칼리 수전해법(alkaline water electrolysis)이 이미 상용화되어 사용중에 있다. 이에 비해 비교적 근래에 연구되고 있는 SPE(solid polymer electrolyte) 수전해법은 고체고분자전해질 막(membrane)을 전해질로 사용하는 방법으로서, 직류(DC) 공급에 의해, 양극(anode)에서 물로부터 산소기체(O2)와 수소이온(H+) 및 전자(e-)가 발생되며, 수소이온(H+)은 다량의 물(H2O)분자와 함께 고체고분자전해질 막을 통하여 음극(cathode)으로 이동하여, 외부회로를 통해 도달한 전자(e-)와 음극에서 만나 수소기체(H2)를 발생시키는 방법이다. 두 수전해법을 비교하면, SPE 수전해법은 알칼리 수전해에 비하여 전기분해 효율이 높고, compact화가 가능하며, 부식성 수용액이 아닌 순수(deionized pure water) 만을 사용함으로써 알칼리 수용액을 사용할 때의 전극 및 장치 부식(corrosion)을 최소화할 수 있고, 양극과 음극 사이의 거리가 거의 없으므로 저항을 최소로 할 수 있어 알칼리 수전해보다 훨씬 높은 전류밀도를 실현할 수 있다. 본 SPE 수전해 단위 셀의 제작 및 성능 실험결과, 셀 전극촉매 귀금속 사용량이 Pt black 2mg/cm2(음극), IrO2 3mg/cm2(양극)일 때, 재래식 KOH 알칼리수전해방식의 평균적인 수전해 성능(0.2A/cm2 at 2V)의 약 3배에 달하는 0.57A/cm2(at 2V)를 나타내었다. |
