| 초록 |
알칼리형 연료전지(Alkaline Fuel Cell, 이하 AFC)는 순수한 수소와 산소를 사용해야 하는약점에도 불구하고, 다른 연료전지에 비해 효율과 출력 밀도(power density)가 매우 높다. 또한시동이 빠르고 전지의 소형화, 촉매로 비귀금속 촉매를 사용함으로 인한 낮은 제작단가, 전지구성품의 단순함(simplicity), 낮은 작동 온도, 전해질로 KOH 수용액을 사용함으로써 전지 구성 재료의 낮은 부식성, 그리고 경제성 있는 전지 수명(reasonable life)을 특징으로 갖기 때문에, 이동용(휴대용) 발전기, 지상 설치형 동력 장치 및 전기 차량의 전원으로 연구가 진행되고 있다. 이러한AFC는 앞서 말한 바와 같이 전해질의 부식성이 강하지 않아 백금 촉매 대신 비귀금속 촉매의사용이 가능한데 수소전극의 촉매로 Raney nickel이 적합한 것으로 알려져 있다[1].Raney nickel 촉매는 우수한 수소 흡착 능력과 비교적 넓은 표면적을 가지고 있음에도 불구하고낮은 pore volume과 작은 pore size로 인하여 전해질의 확산 저항이 크다는 단점을 가지고 있다[3]. 그로 인하여 Pt/C 전극에 비해 분극저항(polarization resistance)이 비교적 크고, 낮은 한계전류밀도(limiting current density)값을 가진다. Pt/C 전극이 전극 구조면에서 우수한 이유는 바로전극의 대부분을 차지하는 carbon의 구조 때문이며, 따라서 Raney nickel 촉매에 carbon을 물리적으로 섞어서 전극을 만들면 전극 내의 물질 전달 저항을 줄여 주어 Raney nickel 전극보다 낮은 분극저항과 높은 한계전류밀도 값을 얻으리라 예상이 된다.따라서 본 연구는 전극의 구조 개선을 목적으로 PTFE의 함량 변화와 carbon의 물리적 첨가가전극 구조에 미치는 영향들을 분극곡선(polarization curve)의 형태, 분극 저항(polarizationresistance) 및 교환전류밀도(exchange current density), 한계전류밀도(limiting current density)값등을 통하여 분석해 보기로 한다.
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