초록 ▼

□ 연구개요
● PEMFC의 상용화에서 가장 큰 문제는 촉매로 사용되는 Pt의 높은 가격이며, 이를 대체할 수 있는 저가의 고효율 촉매 개발이 필수적으로 요구됨. 또한, 새로운 멤브레인의 개발과 도입으로 기존 멤브레인의 낮은 가습성능을 보완하고 고온 및 저습도 등 다양한 환경에서 PEMFC를 구동할 수 있어야 함.
● 본 연구에서는 Pt를 대체할 non-PGM(Platinum Group Metals) 촉매 후보 중 ZIF-8의 고온형용 최적 합성기술을 개발하고, 합성된 촉매를 이용해 성능 및 내구성 극대화를 위한 MEA

□ 연구개요
● PEMFC의 상용화에서 가장 큰 문제는 촉매로 사용되는 Pt의 높은 가격이며, 이를 대체할 수 있는 저가의 고효율 촉매 개발이 필수적으로 요구됨. 또한, 새로운 멤브레인의 개발과 도입으로 기존 멤브레인의 낮은 가습성능을 보완하고 고온 및 저습도 등 다양한 환경에서 PEMFC를 구동할 수 있어야 함.
● 본 연구에서는 Pt를 대체할 non-PGM(Platinum Group Metals) 촉매 후보 중 ZIF-8의 고온형용 최적 합성기술을 개발하고, 합성된 촉매를 이용해 성능 및 내구성 극대화를 위한 MEA 최적 제작기술을 개발함.
● 연구 핵심기술은 non-PGM 촉매기술, modified SSC(Short-Side-Chain) 멤브레인 제작기술, 불균일 분포 촉매층을 이용한 내구성 향상기술로 구성

□ 연구 목표대비 연구결과
● Non-PGM 촉매를 이용한 MEA 개발
- ZIF-8 및 기반 촉매제의 합성 특성 분석
- Non-PGM 촉매 제작 및 활성도 분석
- Non-PGM 촉매 MEA 제작 및 이를 통한 PEMFC 성능 분석
● SSC 멤브레인 자체가습 극대화
- SSC 멤브레인의 가습성능 및 내부 물 이동 분석
- SSC 멤브레인의 자체가습 능력 극대화 방안 및 시동기법 개발
- 자체가습 능력을 이용한 PEMFC의 최적 작동조건 분석
● 연료전지 stack의 cell간 촉매분포 제어 최적화
- Stack 촉매분포에 따른 성능 data 분석
- 다양한 조건의 촉매분포 연구 및 최적 분포 개발
- Novel MEA 이용 PEMFC 성능 극대화

□ 연구개발결과의 중요성
● PEMFC는 휴대용 및 수송용에 걸쳐 넓은 범위에서 적용이 가능하여 향후 수요가 크게 증가하리라 예상되지만, 높은 생산단가와 내구성 문제 및 작동조건의 한계 등으로 상용화가 지연되고 있음.
● 본 연구를 통해 개발된 non-PGM 촉매 및 자체가습 극대화 SSC membrane을 이용한 novel MEA를 통해 PEMFC의 다양한 문제점들을 효과적으로 해결할 수 있음. 또한, 촉매분포 제어 등의 시스템설계 기술을 활용해 PEMFC의 상용화를 앞당길수 있음.
● 본 연구를 통해, 현재 선진국에 비해 매우 부족한 non-PGM 촉매 및 Novel MEA 원천기술을 확보함과 동시에, PEMFC 분야에서 세계 첨단 연구를 주도해나갈 기반을 마련함.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 2-1. 1차 년도 연구수행내용 및 결과 ... 4
• 2-2. 2차 년도 연구수행내용 및 결과 ... 9
• 2-3. 3차 년도 연구수행내용 및 결과 ... 12
• 2-4. Non-PGM 촉매 합성 과정 ... 16
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 17
• 4. 참고문헌 ... 19
• 5. 연구성과 ... 20
• 대표적 연구실적 ... 23
• 끝페이지 ... 35