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고분자전해질형 연료전지에서 Pt-TiO₂/C 촉매 전극의 성능 평가
이주성,박수길,심중표,권용훈,이홍기 한양대학교 에너지·환경기술연구소 1999 에너지·環境技術論文集 Vol.5 No.-
본 연구에서는 sol-gel법을 이용하여 제조한 Pt-TiO₂/C 촉매를 TiO₂의 함량별로 성능, electrode kinetic parameters, CV 등을 비교분석해서 Pt와 TiO₂사이의 synergistic effect에 대한 모델링을 제시하고 Pt-TiO₂/C 촉매사용 전극의 성능향상에 대한 원인을 설명하였다. 성능에 있어서 10%Pt/C 보다 TiO₂의 함량이 5, 10, 15%로 증가할 때 점차적으로 성능이 향상되었고 20%에서는 약간의 감소를 보여줬다. 또한, 10%Pt/C보다 mass activity에 있어서 Pt-15%TiO₂/C 촉매는 약 2배의 활성증가를 보여주고 있으며 specific activity도 약 1.5배의 활성증가를 가져왔다. Pt-TiO₂/C 촉매는 전기화학적 활성표면적도 조금씩 증가하였는데 이는 TiO₂의 함량이 증가함에 따라 증가함에 따라 active sites가 증가하는 것을 보여준다. Cyclic voltammogram에서는 oxide reduction peak의 면적이 TiO₂의 함량에 따라 증가하는데 이는 Pt-TiO₂/C촉매가 산소환원반응에 대한 활성이 더 크다는 것을 보여준다. Electrochemical characteristics of Pt-TiO₂/C catalysts with different TiO₂content was studied using cell performance, electrode kinetic parameters and CV, etc. The more TiO₂content was added in the catalyst, the more improved in cell performance in PEFC from 5% to 15% and then decreased with 20% of TiO₂content. Mass activity of Pt-15%TiO₂/C catalyst showed 1.5 times higher activity than Pt/c electrode. In cyclic voltammograms, peak area for oxygen reduction region increased with TiO₂content increasing. It proves that TiO₂added catalyst has better catalytic activity for oxygen reduction than 10%Pt/C electrode and the peak for oxide reduction in cyclic voltammograms moves to more positive potential.
고분자전해질형 연료전지용 기체확산전극에서 PTFE 효과
이장원,권용훈,이주성,심중표,이경직 한국공업화학회 1998 응용화학 Vol.2 No.1
It is investigated on the relationship between cell performance and the hydrophobisity of gas diffusion layer. The cell performance is significantly affected for PTFE content of carbon cloth at high current density. This results mean that the hydrophobisity of gas diffusion layer related to water transport and the diffusion of reactant gas from gas diffusion layer to catalytic layer. At the small amount of PTFE in gas diffusion layer, water could transport easily to catalytic layer, but couldn't remove easily water. The large amount of PTFE is a contrast to it. At high current density, water transport in or out electrode is directly related to the cell performance because of gas diffusion, electric conductivity and the humidification of polymer electrolyte.