화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2022년 봄 (04/20 ~ 04/23, 제주국제컨벤션센터)
권호 28권 1호, p.368
발표분야 [주제 7] 수소
제목 PEMFC 고분자 막의 LSV 측정 방법 검토 연구
초록 미국의 DOE에서 제시한 PEMFC 고분자 막의 내구 평가 지표로는 수소투과전류밀도(HCCD), short 저항 및 개회로전압 (OCV) 등이 명시되어 있다. 이 중 HCCD는 anoded에 H2와 cathode에 N2를 공급하여 고분자 막을 통과한 H2에 의해 나타나는 전류 값을 측정하는 선형주사전압 측정법 (LSV)이 주로 사용되고 있다. 그러나 동일한 LSV 측정 방법일지라도 연구자마다 결과가 다르게 나타나는 경우가 있어 고분자 막의 정확한 HCCD의 평가를 위해 LSV 측정 방법의 검토가 필요하다.

본 연구에서는 25cm2 강화막 MEA를 셀에 체결하여 voltage step 방법으로 활성화를 진행한 후 anode-H2/cathode-N2로 주입하여 퍼지하였다. 이때 셀 전압(OCV 상태)이 0.3~0.1 V 범위일 때 LSV를 측정하여 HCCD의 변화를 비교하였다. 또한 셀 전압과 잔류된 O2를 상관관계를 확인하기 위해 CV를 측정하여 0.8 V의 PtO 피크를 분석하였다.

셀 전압이 높을수록 LSV의 전류 값은 불안정하게 나타났으며, HCCD는 점차 감소하여 0.2 V에서는 측정이 불가하였다. 그리고 퍼지 과정에서 셀 내부에 잔류된 O2가 제거되면서 전압이 감소됨에 따라 HCCD가 변화됨을 확인하였다. 따라서 정확하고 재현성 있는 HCCD를 측정하기 위해서는 셀 전압이 최대로 감소하고 안정화된 시점(0.104 V)에서 LSV를 측정해야 한다.
저자 황병찬, 오소형, 박권필
소속 순천대
키워드 공업화학(Industrial Chemistry)
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