| 초록 |
고분자 전해질형 연료전지는 저온운전이 가능하며 전지안에서의 부식문제가 없고 높은 에너지 효율 및 전류밀도를 나타내며 전지의 제조가 간단하다는 장점이 있다. 또한, 최근에는 환경오염에 적극대처하고 가까운 장래에 석유자원의 고갈로 인한 청정에너지원의 필요성으로 인해 연구가 활발히 진행되고 있다. 그러나 이러한 장점에도 불구하고 전해질로서 고가인 이온교환막이 필수적으로 요구되며 귀금속 백금 촉매의 사용으로 초기 투자비가 많이 든다는 단점이 있다. 따라서 미국, 일본등에서는 전극개발을 위해서 백금의 이용률을 높이고 담지량을 낮추며 성능을 향상시키기 위한 연구가 진행중이다. 백금의 담지량을 낮추기 위해서 고려해야 될 점은 백금입자의 크기를 줄이므로서 유효 표면적을 증가시키는것이고 다른 하나는 모든 백금입자가 전해질과의 직접적인 접촉으로 이온전도의 통로를 유지하는 것이다. 그동안 작은 백금입자를 만들기 위해서 표면적이 큰 탄소입자에 백금을 입히는 colloidal법이 사용되어 왔다. 탄소는 nucleation sites를 제공하므로써 높은 분산도와 작은 입자를 만들수 있었다. 하지만 이 경우, 백금 입자가 촉매층 전체에 고르게 퍼져 있기 때문에 전해질인 고분자막과 직접적인 접촉을 하지 못하는 백금은 활성이 없는 촉매로서 전극의 생산비용만 증가시키는 결과를 나타낸다. 이를 피하기 위해서 전해질용액을 전극 표면에 입힘으로써 촉매와 전해질과의 접촉면적이 증가하여 백금의 이용률이 높아지지만 그 양이 지나치면 오히려 전극에서 반응물의 접근을 방해하여 성능에 역효과를 미치게 된다. 따라서 현재 전해질과의 접촉이 좋은 전극 표면에 선택적으로 유효표면적이 큰 촉매가 고르게 분산된 전극개발이 진행되고 있다. 이중 elecrodepositon에 의한 촉매담지법은 계면의 접촉성질이 우수하며 촉매이용률이 높아 백금 담지량을 줄일 수 있다. 본 연구에서는 electrodeposition의 여러 조건을 변화시키므로써 제조변수에 따른 막-전극 어셈블리의 성능 및 저항을 측정하였다. 또한 SEM 과 Pt scanning을 통한 전극구조를 살펴보았다.
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