| 초록 |
고분자 전해질 연료전지에서 환원극의 반응은 연료전지의 성능을 결정적으로 좌우한다. 이는 산소환원반응이 수소산화반응보다 상대적으로 더 높은 활성화 장벽을 가지며 수소보다 분자량이 큰 산소분자의 확산이 환원극의 생성물인 물에 제한되며, 복잡한 촉매층 구조에 영향을 받기 때문이다. 본 연구에서는 연료전지의 성능을 규명하는 한계전류를 활용하여 물질전달의 영향과 이온전달의 영향을 함께 살펴보았다. 먼저, 물질전달의 영향으로는 연료전지의 한계전류를 희석기체를 통해 얻은 후 stefan-maxwell 식을 이용하여 물질전달 저항을 계산하였다. 이온전달저항은 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하여 결정하였으며 전해질막에서의 이온전달 저항과 촉매층 내에서의 이온전달 저항을 각각 계산하였다. 또한 실수 임피던스와 허수 임피던스를 주파수에 대하여 플롯하여 얻어낸 파리미터를 사용하여 촉매와 이오노모의 계면상태를 분석하였다. 위의 방법들을 통해 연료전지의 한계전류에 미치는 영향을 반응물 공급속도와 촉매층 이용률 측면으로 나누어 살펴보았다. |
