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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김준범
- 발행연도
- 2013
- 저작권
- 울산대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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이 논문에서는 규칙성 메조포러스 탄소 (Ordered mesoporous carbon, OMC)를 담지체로한 백금(Platinum, Pt) 촉매의 나피온(Nafion) 전해질 함량의 최적화 실험을 하였다. 전해질의 함량은 촉매 활성, 이온 전도도 및 물질전달 특성에 영향을 미칠 수 있다. 촉매 특성은 TGA, XRD, TEM 및 BET에 의해 분석되었다. 캐소드 전극은 5 ~ 30 wt. % 의 다른 전해질 함량을 가진 전극이 적용되었고, 애노드에는 상용촉매가 적용되었다. 모든 막 전극 접합체 (membrane electrode assemblies, MEAs)는 데칼 전사법에 의해 만들어졌고, Pt의 로딩은 0.4 mg cm-2을 목표로 하였다. 연료전지의 성능은 분극 곡선, 임피던스 및 순환 전위법에 의해 측정되었다. 각 MEA에서 성능은 저전류 및 고전류 영역에서 달랐으며, OMC의 독특한 구조 때문에, 10 wt. %의 전해질이 최적의 함량으로 사료된다.
규칙성 메조포러스 탄소에 백금이 담지된 촉매를 캐소드에 적용하여 내구성 평가를 실시하였다. 전해질의 함량은 10 wt. % 를 포함하였으며, 전극의 면적은 25 cm2이다. 1.4 V의 정전압을 연료전지에 적용하였고, 적용 시간별 IV, EIS 및 CV 분석을 실시하였다. 내구성 평가 후, 샘플을 회수하여 TEM 분석을 실시하였고, 규칙성 메조포러스 탄소의 열화를 관찰하였다. 평가 후, 정렬된 구조의 카본에서 일반 카본 블랙과 유사한 형태로 구조가 변형이 일어났으며, 이를 바탕으로 규칙성 메조포러스 탄소의 열화 메커니즘을 규명하였다.
규칙성 메조포러스 탄소에 백금이 담지된 촉매를 캐소드에 적용하여 내구성 평가를 실시하였다. 전해질의 함량은 10 wt. % 를 포함하였으며, 전극의 면적은 25 cm2이다. 1.4 V의 정전압을 연료전지에 적용하였고, 적용 시간별 IV, EIS 및 CV 분석을 실시하였다. 내구성 평가 후, 샘플을 회수하여 TEM 분석을 실시하였고, 규칙성 메조포러스 탄소의 열화를 관찰하였다. 평가 후, 정렬된 구조의 카본에서 일반 카본 블랙과 유사한 형태로 구조가 변형이 일어났으며, 이를 바탕으로 규칙성 메조포러스 탄소의 열화 메커니즘을 규명하였다.
목차
감사의 글 Ⅰ국문요약 ⅡAbstract Ⅲ목차 Ⅳ그림 목차 Ⅵ표 목차 Ⅷ1. 서론1.1 고분자 전해질 막 연료전지 11.2 막 전극 접합체 21.3 탄소 담지체 32. 본론2.1. 연료전지에서 규칙성 메조포러스 탄소를 담지체로 사용한 촉매의 최적의 나피온 함량 82.1.1 실험 방법 102.1.1.1 막 전극 접합체의 제조 102.1.1.2 Pt/OMC의 물리적 특성 102.1.1.3 단위 연료전지의 전기화학적 평가 112.1.2 실험 결과2.1.2.1 Pt/OMC 촉매의 특징 162.1.2.2 전기화학적 분석 232.2. 연료전지에서 규칙성 메조포러스 탄소를 담지체로 사용한촉매의 열화 실험 342.2.1. 실험 방법 352.2.1.1 막 전극 접합체의 제조 352.2.1.2 단위 연료전지의 전기화학적 평가 352.2.2 실험 결과 382.2.2.1 전기화학적 분석 382.2.2.2 주사 전자 현미경 분석 463. 결론3.1. 연료전지에서 규칙성 메조포러스 탄소를 담지체로 사용한촉매의 최적의 나피온 함량 553.2. 연료전지에서 규칙성 메조포러스 탄소를 담지체로 사용한촉매의 열화 실험 554. 참고문헌 57
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