[표지]
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요약문
SUMMARY
Contents
목차
제1장 과제의 목표 및 내용 12
제1절 배경 및 필요성 12
제2절 최종목표 13
제3절 연차별 연구목표 및 주요 연구내용 13
제2장 연구내용 15
제1절 추진 전략 15
1. 기술개발팀 편성도 15
2. 주요 기술개발 이슈 15
3. 타개전략 16
4. 추진실적 17
제2절 핵심기술 개발 내용 18
1. 통합예측 플랫폼 구축 18
2. 나노구조-전기화학 기반 연료전지 성능예측 모델 개발(나노구조-MEA 스케일 간 모델 연결성 확보) 23
3. 전극 슬러리 분산성 분석 29
4. 물질이동 분리형 촉매층 개발 32
5. 고내구성 첨가제 개발 36
제3장 향후 계획 40
[그림 2-1] 용매가 없을시 10⁵g/㏖ 나피온 이오노머의 분자거동 및 크기 18
[그림 2-2] 용매의 종류에 따른 나피온 이오노머의 응집거동 분자동역학 결과 19
[그림 2-3] Hydrated Nafion Builder 코드와 Force-field 검증 결과 20
[그림 2-4] 탄소지지체 주변의 이오노머 밀도 예측 분자동역학 결과 21
[그림 2-5] 분자동역학에 사용된 Hydrated Nafion 이오노머와 탄소지지체 21
[그림 2-6] 이오노머의 분자량에 따른 탄소지지체 부식으로 인한 이오노머 재배열 거동 22
[그림 2-7] 탄소지지체 부식에 따른 이오노머 재배열 후 이오노머의 두께 변화 22
[그림 2-8] 3차원 토모그래피 실험 과정 23
[그림 2-9] 기존 데칼전사 전극의 열화전후 3차원 나노구조 모델 예측결과 24
[그림 2-10] 기존 데칼전사 전극의 열화전후 나노구조 단면 예측결과 24
[그림 2-11] CNT를 구조지지체로 사용한 전극의 열화전후 3차원 나노구조 모델 예측결과 25
[그림 2-12] CNT를 구조지지체로 사용한 전극의 열화전후 나노구조 단면 예측결과 26
[그림 2-13] 3차원 나노구조 모델에서 계산된 비틀림 계수 26
[그림 2-14] 3차원 나노구조-전기화학 MEA 모델 개발 전략 27
[그림 2-15] 30㎚ 박막 이오노머에 대한 산소 투과도를 온도/습도의 함수로 측정한 결과 27
[그림 2-16] 백금 담지량 저감에 따른 연료전지 성능 예측 28
[그림 2-17] 이오노머 분포에 따른 연료전지 성능 예측 28
[그림 2-18] 슬러리 분산 안정성 분석을 위한 샘플 준비 과정 29
[그림 2-19] 백금 촉매의 입도 측정 결과 30
[그림 2-20] 나피온 이오노머의 입도 측정 결과 30
[그림 2-21] 이오노머 구조지지체의 입도 측정 결과 31
[그림 2-22] 전극 슬러리의 기계적 분산 과정이 없는 조건에서 점도 변화 모니터링 결과 31
[그림 2-23] 기존 촉매층과 물질분리형 전극구조 촉매 비교 도식 32
[그림 2-24] 이오노머 미세입자 제조 도식 33
[그림 2-25] 용매내 이오노머 구조지지체의 분산성 분석 결과 33
[그림 2-26] 이오노머 구조 지지체 TGA 분석결과 34
[그림 2-27] 이오노머 구조 지지체 적용후 연료전지 성능평가 결과 35
[그림 2-28] CNT 첨가후의 MEA 가속내구 평가결과 36
[그림 2-29] CNT상 Ceria-Zirconia를 합성하는 도식 및 Ceria-Zirconia가 담지된 CNT의 TEM 이미지 37
[그림 2-30] Pt/C에 Ceria-Zirconia를 적용한 후 OCV 가속내구 평가 결과 38
[그림 2-31] Ceria-Zirconia가 담지된 CNT를 전극에 넣고 OCV 가속내구 평가 결과 39