표제지
목차
ABSTRACT 11
제1장 서론 13
제2장 이론 16
제1절 연료전지 16
1. 연료전지의 소개 16
2. 연료전지의 원리 17
3. 연료전지의 종류 18
제2절 고분자 전해질막 연료전지 21
1. 고분자 전해질막 연료전지의 구조 21
2. 고분자 전해질막 연료전지의 전기화학 반응 25
3. 고분자 전해질막 연료전지의 산소 환원 반응 29
제3장 ZIF-67 기반의 초저백금-코발트 합금 촉매 38
제1절 실험 38
1. 재료 38
2. 초저백금-코발트 합금 촉매의 합성 38
3. 분석 방법 40
제2절 결과 및 고찰 42
제3절 결론 55
제4장 ZIF-8@ZIF-67 기반의 초저백금-코발트 합금 촉매 56
제1절 실험 56
1. 재료 56
2. 초저백금-코발트 합금 촉매의 합성 56
3. 분석 방법 59
제2절 결과 및 고찰 61
제3절 결론 74
참고문헌 75
국문초록 80
〈표 1-1〉 여러 연료전지에서 일어나는 반응 20
〈표 4-1〉 PtCo/CoNC-x의 비표면적과 기공 부피 70
〈그림 2-1〉 PEMFC MEA의 구조 22
〈그림 2-2〉 PEMFC MEA의 여러 유형 22
〈그림 2-3〉 고분자 전해질막 연료전지의 작동 전압 26
〈그림 2-4〉 고분자 전해질막 연료전지의 I-V 곡선 26
〈그림 2-5〉 산소 환원 반응의 반응 경로 29
〈그림 2-6〉 전이금속들의 산소 원자의 결합 에너지에 따른 ORR 활성도 32
〈그림 2-7〉 백금 합금 촉매의 산소 결합 에너지에 따른 ORR 활성도 32
〈그림 2-8〉 PEMFC의 생산량에 따른 스택의 비용 분석 33
〈그림 3-1〉 합성한 샘플의 FE-SEM 이미지 (a) ZIF-67, (b) CoNC, (c) Pt/CoNC, (d) PtCo/CoNC의 FE-SEM 이미지 42
〈그림 3-2〉 합성한 촉매들의 X 선 회절 패턴 44
〈그림 3-3〉 합성한 촉매의 열중량 분석 44
〈그림 3-4〉 합성한 촉매들의 (a) Pt 4f, (b) Co 2p 준위 XPS 스펙트럼 46
〈그림 3-5〉 합금화 열처리 온도에 따른 순환 전압 전류법 그래프 49
〈그림 3-6〉 합금화 열처리 온도에 따른 선형 주사 전위법 그래프 49
〈그림 3-7〉 Pt/CoNC의 CS-STEM 분석 Pt/CoNC의 (a) 저배율, (b) 고배율, (c, d) EDS 분석 51
〈그림 3-8〉 PtCo/CoNC-700의 CS-STEM 분석 PtCo/CoNC-700의 (a) 저배율, (b) 고배율, (c, d) EDS 분석 52
〈그림 3-9〉 Pt/CoNC, PtCo/CoNC, Pt/C의 가속 열화 평가 54
〈그림 3-10〉 Pt/CoNC, PtCo/CoNC, Pt/C의 단위 전지 평가 54
〈그림 4-1〉 NC@CoNC-x의 FE-SEM 이미지 63
〈그림 4-2〉 NC@CoNC-x의 Co 2p 준위 스펙트럼 64
〈그림 4-3〉 NC@CoNC-x의 X 선 회절 패턴 64
〈그림 4-4〉 Pt/CoNC-x의 X 선 회절 패턴 65
〈그림 4-5〉 PtCo/CoNC-x의 X 선 회절 패턴 67
〈그림 4-6〉 PtCo/CoNC-x의 Pt 4f 준위 스펙트럼 67
〈그림 4-7〉 PtCo/CoNC-x의 흡탈착 등온선 69
〈그림 4-8〉 PtCo/CoNC-x의 기공 분포도 69
〈그림 4-9〉 PtCo/CoNC-x의 순환 전압 전류법 그래프 72
〈그림 4-10〉 PtCo/CoNC-x의 선형 주사 전위법 그래프 72
〈그림 4-11〉 PtCo/CoNC와 Pt/C의 단위 전지 평가 73