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제안 방법
- %로고정하고 환원전극의 백금담지촉매의 백금 담지비율을 20, 40, 60, 80 wt.%로 각각 다르게 적용하여 제작한 MEA 의 단위전지 성능평가를 실시하여 다음과 같은 결과를 얻게 되었다.
- 산화전극의 촉매의 백금담지비를 20 wt.%로 고정하고 환원전극의 백금담지촉매의 백금 담지비율을 20, 40, 60, 80 wt.%로 각각 다르게 적용하여 제작한 MEA 의 단위전지 성능평가의 결과 환원전극의 백금담지비율이 40 wt.
- 이 연구는 산화전극의 백금담지촉매의 백금 담지비를 20 wt.%로 고정해 놓고 환원전극 촉매의 담지비를 20, 40, 60, 80 wt.%로 변화 시켜서 MEA 에 적용했을 때의 단위전지 성능을 평가하여 환원전극 백금 담지촉매의 백금 담지비율이 바뀔 때의 성능 변화를 비교하였다.
- %로 고정해 놓고 환원전극 촉매의 담지비를 20, 40, 60, 80 wt.%로 변화 시켜서 MEA 에 적용했을 때의 단위전지 성능을 평가하여 환원전극 백금 담지촉매의 백금 담지비율이 바뀔 때의 성능 변화를 비교하였다.
- 산화전극의 촉매의 백금담지비를 20 wt.%로 고정하고 환원전극의 백금담지촉매의 백금 담지비율을 20, 40, 60, 80 wt.%로 각각 다르게 적용하여 제작한 MEA 의 단위전지 성능평가의 결과 환원전극의 백금담지비율이 40 wt.
- 2 는 산화전극의 촉매층에는 20 wt.%의 백금 담지촉매를 적용하고, 환원전극 촉매로 20, 40, 60, 80 wt.%의 백금담지촉매를 각각 적용하여 직접코팅법으로 MEA 를 제작하여 단위전지 성능을 비교한 I-V curves 를 나타낸 그림이다.
- 제조된 MEA의 성능을 비교하기 위해서 MEA를 단위전지에 장착하고 동일한 압력으로 체결 하였다. 단위전지의 유로면적은 전극의 면적과 동일한 5 cm 이며 성능 측정을 위하여 전류 부하기를 이용하여 전지의 전압과 전류를 측정하였다. 전체적인 성능 평가 시스템의 구성은 Fig.
- 분산제에 일정한 무게 비율로 촉매와 Ionomer 를 혼합해서 촉매 슬러리를 제조 하였으며 슬러리 내 촉매의 고른 분산을 위해 각 단계별로 초음파처리를 하였다[4].
- 촉매슬러리를 효과적으로 고분자막에 도포하기 위하여 50C 의 핫플레이트 위에서 분사했다. 양면에 촉매가 도포된 고분자막을 두개의 기체확산층 사이에 넣고 MEA를 만들었다.
- 1과 같다. 전지의 운전조건은 산화극과 환원극 각각 수소와 산소를 양론비 1.5/2.0 으로 공급하였으며, 단위전지 온도는 70C 로 유지 산화극과 환원극은 각각 70C 와 75C 의 온도 가습을 유지하고, 작동 압력은 상압으로 하였다[5].
- 제조된 MEA의 성능을 비교하기 위해서 MEA를 단위전지에 장착하고 동일한 압력으로 체결 하였다. 단위전지의 유로면적은 전극의 면적과 동일한 5 cm 이며 성능 측정을 위하여 전류 부하기를 이용하여 전지의 전압과 전류를 측정하였다.
- 직접코팅법을 이용하여 MEA 를 제조하기위해 제조된 촉매슬러리를 전처리 과정을 한 Nafion 112 양쪽 면에 스프레이를 이용하여 직접 도포하였다. 촉매슬러리를 효과적으로 고분자막에 도포하기 위하여 50C 의 핫플레이트 위에서 분사했다.
- 직접코팅법을 이용하여 MEA 를 제조하기위해 제조된 촉매슬러리를 전처리 과정을 한 Nafion 112 양쪽 면에 스프레이를 이용하여 직접 도포하였다. 촉매슬러리를 효과적으로 고분자막에 도포하기 위하여 50C 의 핫플레이트 위에서 분사했다. 양면에 촉매가 도포된 고분자막을 두개의 기체확산층 사이에 넣고 MEA를 만들었다.
대상 데이터
- 촉매는 미세한 탄소 입자(Vulcan XC)에 백금이 분산된 Pt/C(E-TEK)를 사용하였으며, Ionomer 는 5% Nafion solution (Dupont), 분산제는 IPA(Isopropyl alcohol)과 초순수를 사용하였다.
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