표제지
목차
ABSTRACT 10
제1장 서론 12
제1절 연구배경과 연구목적 12
제2장 이론적 배경 14
제1절 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC) 14
[1] 활성화 분극(Activation polarization) 15
[2] 저항 분극(Ohmic polarization) 15
[3] 농도 분극(Concentration polarization) 16
제2절 고 내구성 촉매 20
제3장 TiO₂ 입자가 탄소 나노 섬유(CNF) 표면에 노출된 촉매의 ORR 성능과 내구성 평가 24
제1절 서론 24
제2절 실험 방법 29
2.1. 고분자 용액 제조
2.2. 전기방사 30
2.3. 열처리 과정 31
2.4. 촉매 합성 32
제3절 분석 방법 33
3.1. 물리적 특성 분석 33
3.2. 전기화학적 특성 분석 33
3.3. 내구성 분석 36
제4장 결과 및 분석 37
제1절 물리적 분석 밎 복합 담지체의 내구성 평가 37
제2절 전기화학적 특성 분석 및 촉매의 내구성 평가 45
제5장 결론 53
참고문헌 55
국문초록 60
〈표 3-1〉 NEDO에서 제시한 가속 열화 평가방법 36
〈표 4-1〉 TEM 분석과 XRD 분석으로 계산한 TiO₂ 입자 사이즈 42
〈표 4-2〉 복합 담지체의 EDCL와 비표면적 43
〈표 4-3〉 백금 복합 담지체의 백금 입자 사이즈 48
〈표 4-4〉 백금 복합 담지체의 ECSA, Mass activity 50
〈그림 1-1〉 지구 온동 상승 및 대기 중 CO₂ 농도 13
〈그림 1-2〉 수소시장 규모의 연간 성장 규모 13
〈그림 2-1〉 연료전지 스택 17
〈그림 2-2〉 연료전지 스택 모식도 18
〈그림 2-3〉 연료전지 분극 곡선 18
〈그림 2-4〉 Pt/C 촉매의 열화 메커니즘 19
〈그림 2-5〉 연료극에서 수소/산소 혼합가스가 형성될 때의 탄소 부식 모식도 22
〈그림 2-6〉 산소 환원 반응 과정 23
〈그림 2-7〉 탄소-금속 산화물 복합 담지체 23
〈그림 3-1〉 탄소-금속 산화물 복합 담지체의 백금과의 SMSI 효과 27
〈그림 3-2〉 Vulcan XV-72와 TiO₂ 입자를 복합화 한 촉매 연구 27
〈그림 3-3〉 CNT에 TiO₂ 나노 시트를 성장시켜 탄소-금속산화물을 복합화 한 연구 28
〈그림 3-4〉 TiO₂ -백금-CNF의 삼중접합계면 및 불활성 백금-1 28
〈그림 3-5〉 TiO₂ -백금-CNF의 삼중접합계면 및 불활성 백금-2 28
〈그림 3-6〉 TiO₂ 함량에 따른 TiO₂@ACNF 모식도 29
〈그림 3-7〉 6wt% PAN/DMF solution과 TTIP@PAN/DMF solution 30
〈그림 3-8〉 전기방사 모식도 30
〈그림 3-9〉 열처리 공정 모식도 31
〈그림 3-10〉 PAN 고분자 섬유와 열처리 공정에 따른 사진 32
〈그림 4-1〉 열처리 과정별 XRD 40
〈그림 4-2〉 복합 담지체의 SEM 이미지 41
〈그림 4-3〉 복합 담지체의 TEM 이미지 41
〈그림 4-4〉 복합 담지체의 XRD와 백금 촉매의 EIS 42
〈그림 4-5〉 복합 담지체의 질소 흡탈착 등온선과 기공 분포도 42
〈그림 4-6〉 복합 담지체의 전기 이중층 43
〈그림 4-7〉 복합 담지체의 내구성 분석 44
〈그림 4-8〉 복합 담지체의 EDLC의 변화량 44
〈그림 4-9〉 백금 복합 담지체 촉매의 TEM 이미지 47
〈그림 4-10〉 백금 복합 담지체 촉매의 XRD 47
〈그림 4-11〉 백금 복합 담지체의 시너지 효과 48
〈그림 4-12〉 백금 복합 담지체의 XPS 49
〈그림 4-13〉 백금 복합 담지체의 CV, LSV 50
〈그림 4-14〉 백금 복합 담지체의 ADT 및 ESCA 51
〈그림 4-15〉 백금 복합 담지체의 ADT 및 Mass activity 52