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PEMFC에서 Pt-Co/C Cathode 촉매가 고분자막의 전기화학적 내구성에 미치는 영향
Effect of Pt-Co/C Cathode Catalyst on Electrochemical Durability of Membrane in PEMFC 원문보기

Korean chemical engineering research = 화학공학, v.61 no.2, 2023년, pp.189 - 195  

오소형 (순천대학교 화학공학과) ,  유동근 (순천대학교 화학공학과) ,  김명환 (한국자동차연구원) ,  박지용 (한국자동차연구원) ,  박권필 (순천대학교 화학공학과)

초록
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PEMFC(고분자 전해질 막 연료전지) cathode 촉매로 Pt-Co/C가 내구성 향상 때문에 최근에 많이 사용되는 추세이다. 연료전지에서 전극과 전해질은 상호 간에 성능과 내구성 면에서 밀접하게 영향을 준다. Pt/C 전극 촉매에서 Pt-Co/C로 대체되었을 때 고분자 전해질막의 전기화학적 내구성에 미치는 영향에 대해서 연구하였다. PEMFC 고분자막의 전기화학적 가속 열화 과정에서 Pt-Co/C MEA(막전극접합체)의 내구성이 Pt/C MEA 내구성보다 높았다. FER (불소유출속도)와 수소투과도를 분석한 결과 Pt-Co/C MEA의 고분자막 열화속도가 Pt/C MEA보다 낮음을 보였다. OCV(개회로전압) holding 과정에서 Pt-Co/C 전극의 활성면적 감소속도가 Pt/C 전극보다 낮고, 고분자막에 석출되는 Pt 양도 Pt-Co/C MEA가 Pt/C MEA보다 작았다. 고분자막 내부의 Pt는 라디칼을 생성해서 고분자막을 열화시킴으로 Pt 석출 속도가 높은 Pt/C MEA의 고분자막 열화속도가 높게 나타났다. Pt-Co/C 촉매를 사용하면 전극 내구성도 향상되고, 고분자막에 석출되는 Pt양도 감소해서 고분자막의 전기화학적 내구성을 향상시켰다.

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As a PEMFC (Polymer Exchange Membrane Fuel Cell) cathode catalyst, Pt-Co/C has recently been widely used because of its improved durability. In a fuel cell, electrodes and electrolytes have a close influence on each other in terms of performance and durability. The effect on the electrochemical dura...

주제어

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참고문헌 (27)

  1. Wang, G., Yu, Y., Liu, H., Gong, C., Wen, S., Wang, X. and Tu,?Z., "Progress on Design and Development of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Systems for Vehicle Applications: A?Review," Fuel Processing Technology, 179, 203-228(2018). 

  2. Department of Energy, https://www.energy.gov(2016). 

  3. New Energy and Industrial Technology Development Organization, http://wwwnedo.go.jp/english/index.html(2016). 

  4. Hydrogen and Fuel Cell Technology Platform in the European?Union, www.HFPeurope.org(2016). 

  5. Ministry of Science and Technology of the People's Republic of?China, http://en.most.gov.cn/eng/index.htm(2016). 

  6. Wilkinson, D. P. and St-Pierre, J., in: W. Vielstich, H. A. Gasteiger, A. Lamm (Eds.). Handbook of Fuel Cell: Fundamentals?Technology and Applications, Vol. 3, John Wiley & Sons Ltd.,?Chichester, England, 611-612(2003). 

  7. Wilson, M. S., Garzon, F. H., Sickafus, K. E. and Gottesfeld, S.,?"Surface Area Loss of Supported Platinum in Polymer Electrolyte Fuel Cells," J. Electrochem. Soc., 140(12), 2872-2877(1993). 

  8. Knights, S. D., Colbow, K. M., St-Pierre, J. and Wilkinson, D.?P., "Aging Mechanism and lifetime of PEFC and DMFC," J.?Power Sources, 127(1-2), 127-134(2004). 

  9. Luo, Z., Li, D., Tang, H., Pan, M. and Ruan, R., "Degradation?Behavior of Membrane-electrode-assembly Materials in 10-cell?PEMFC Stack," Int. J. Hydrog. Energy, 31(13), 1838-1854(2006). 

  10. Pozio, A., Silva R. F., Francesco, M. D. and Giorgi, L., "Nafion?Degradation in PEFCs from End Plate Iron Contamination,"?Electrochim. Acta, 48(11), 1543-1548(2003). 

  11. Xie, J., Wood III, D. L., Wayne, D. N., Zawodinski, T. A., Atanassov, P. and Borup, R. L., "Durability of PEFCs at High Humidity?Conditions," J. Electrochem. Soc., 152(1), A104-A113(2005). 

  12. Curtin, D. E., Lousenberg, R. D., Henry, T, J., Tangeman, P. C.?and Tisack, M. E., "Advanced Materials of Improved PEMFC?Performance And Life," J. Power Sources, 131(1-2), 41-48(2004). 

  13. Watanabe, M., Tsurumi, K., Mizukami, T., Nakamura, T. and?Stonehart, P., "Activity and Stability of Ordered and Disordered?Co-Pt Alloys for Phosphoric Acid Fuel Cells," J. Electrochem.?Soc., 141(10), 2659-2668(1994). 

  14. Akita, T., Taniguchi, A., Maekawa, J., Siroma, Z., Tanaka, K.,?Kohyama, M. and Yasuda, K., "Analytical TEM Study of Pt?Parti-cle Deposition in the Proton-exchange Membrane of a?Membra-neelectrode-Assembly," J. Power Sources, 159(1), 461-467(2006). 

  15. Zhai, Y., Zhang, H., Xing, D. and Shao, Z., "The Stability of Pt/C Catalyst in H3PO4/PBI PEMFC During High Temperature?Life Test," J. Power Sources, 164(1), 126-133(2006). 

  16. Yoshida, T. and Kojima, K., "Toyota MIRAI Fuel Cell Vehicle?and Progress Toward a Future Hydrogen Society," Electrochem.?Soc. Interface, 24 45(2015). 

  17. Papadias, D. D., Ahluwalia, R. K., Myers, K. D., More, K. L.,?Cullen, D. A., Sneed, B. T., Neyerlin, K. C., Mukundan, R. and?Borup, R. L., "Durability of Pt-Co Alloy Polymer Electrolyte Fuel?Cell Cathode Catalysts under Accelerated Stress Tests," J. Electrochem. Soc., 165(6), F3166-F3177(2018). 

  18. Ishiguro, N., Kityakarn, S., Sekizawa, O., Uruga, T., Matsui, H.,?Taguchi, M., Nagasawa, K., Yokoyama, T. and Tada, M, "Kinetics?and Mechanism of Redox Processes of Pt/C and Pt3Co/C Cathode Electrocatalysts in a Polymer Electrolyte Fuel Cell during?an Accelerated Durability Test," J. Phys. Chem. C, 120, 19642-19651(2016). 

  19. Jung, J., Hyun S. Park, J. Han, H. J., Kim, D., Henkens, M., Yoo,?S. J., Kim, J. Y., Lee, S. Y. Song, K. H., Park, H. Y. and Jang, J. H.,?"Effect of the Fabrication Condition of Membrane Electrode?Assemblies with Carbon-supported Ordered PtCo Electrocatalyst?on the Durability of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells,"?Int. J. Hydrog. Energy, 45, 32834-32843(2020). 

  20. Ying, J., Li, J.,Jiang, G., Cano, Z. P., Ma, Z., Zhong, C., Su, D.,?Chen, Z., "Metal-organic Frameworks Derived Platinum-cobalt?Bimetallic Nanoparticles in Nitrogen-doped Hollow Porous Carbon Capsules as a Highly Active and Durable Catalyst for Oxygen?Reduction Reaction," Applied Catalysis B: Environmental, 225,?496-503(2018). 

  21. Abkar, Z., Ojani, R., Raoof, J. B.,Roudbari, M. N., "Stable and?High-performance N-micro/mesoporous Carbon-supported Pt/Co?Nanoparticles-GDE for Electrocatalytic Oxygen Reduction in?PEMFC," Int. J. of Hydro. Ener., 47(44),19252-1926(2022). 

  22. Frano Barbir, "PEM Fuel Cells: Theory and Practice," Elsevier?Academic Press, Amsterdam(2005). 

  23. Oh, S. H., Cho, W. J., Lim, D. H. Yoo, D. G. and Park, K. P.,?"Reducing the Test Time for Chemical Durability of PEMFC?Polymer Membrane," Korean Chem. Eng. Res., 59(3), 333-338(2021). 

  24. Song, J. H., Jeong, J. J., Jeong, J. H., Kim, S. H., Ahn, B. K.,?Ko, J. J. and Park, K. P., "Effect of Membrane Degradation on?the Electrode Degradation in PEMFC," Korean Chem. Eng. Res.,?51(3), 325-329(2013). 

  25. Yoo, D. G. and Park, K. P., "A Study on Irreversible Degradation?through OCV Reduction and Recovery Behavior in the Electrochemical Degradation Process of PEMFC Polymer Membrane,"?Korean Chem. Eng. Res., 60(2), 217-222(2022). 

  26. Akita,T., Taniguchi, A., Maekawa, J., Siroma, Z., Tanaka, K.,?Kohyama, M., Yasuda, K., "Analytical TEM Study of Pt Particle?Deposition in the Proton-exchange Membrane of a Membrane-electrode-assembly," J. Power Sources, 159, 461-467(2006). 

  27. Hwang, B. C., Oh, S. H., Lee, M. S., Lee, D. H. and Park, K. P.,?"Decrease in Hydrogen Crossover through Membrane of Polymer?Electrolyte Membrane Fuel Cells at the Initial Stages of an Acceleration Stress Test," Korean J. Chem. Eng., 35(11), 2290-295(2018). 

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