| 초록 |
직접 메탄올 연료전지는 차세대 에너지 소자 중 하나로 최근 많은 관심을 받고 있다. 직접 메탄올 연료전지는 메탄올의 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 장치로써 환경 친화적, 높은 에너지 밀도, 낮은 작동 온도로 인한 빠른 구동 등의 장점을 가진다. 하지만 백금 촉매를 사용함에 따라 가격이 비싸고 촉매의 일산화 탄소 피독 및 연료의 cross over 등의 치명적인 문제로 인해 상용화에 많은 어려움이 있다. 따라서 백금 촉매의 사용량을 감소시키기 위해 다양한 백금 촉매 지지체 (탄소계 재료, 금속 산화물 재료 및 전도성 고분자 재료)가 연구되고 있다. 탄소계 재료 지지체는 대체로 흑연, 그래핀, 탄소나노튜브 및 탄소나노섬유 등이 있으며, 이 중 탄소나노섬유의 경우 높은 비표면적 (448 m2/g), 우수한 전기전도도 (105 S/cm) 및 열적/화학적 안정성 등의 장점을 보유하고 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만 아직까지 백금 촉매의 사용량이 많을 뿐만 아니라 지지체 표면에 백금 촉매를 고르게 담지하지 못하고 있다. 따라서 본 연구에서는 전기방사법을 이용하여 높은 비표면적을 보유하는 다공성 탄소나노섬유를 제조하여 백금 촉매를 담지시켜 고분산성 백금 촉매가 담지된 다공성 탄소나노섬유를 성공적으로 제조하였다. 제조한 고분산성 백금 촉매가 담지된 다공성 탄소나노섬유의 형상 및 구조는 주사전자현미경 (field-emission scanning electron microscopy, FESEM) 및 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM)를 이용하여 분석하였고, X-선 회절분석 (X-ray diffraction, XRD) 및 X-선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 이용하여 결정 구조 및 화학적 결합상태를 규명하였다. 또한 전기화학적 특성 평가는 순환전압-전류측정법 (cyclic voltammetry, CV) 및 정전압-전류측정법 (chronoamperometry, CA)를 이용하여 규명하였다. 위의 내용은 2016년도 한국재료학회 추계 학술대회에서 더 자세하게 논의될 것이다.
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