[표지]
목차
제출문 2
세부과제 Ⅰ. 고분자 연료전지 성능 및 내구성 향상을 위한 물질이동 분리형 촉매층 개발(Ⅲ) 3
요약문 4
목차 6
1. 과제 개요 7
예산, 성과지표 7
연구 목척 및 현황 7
2. 연구목표 및 추진전략 8
연구 요약 8
연구 개요 8
3. 추진실적 9
통합 예측 플랫폼 구축 전략 9
분자동역학 기반 전극 슬러리 분산성 예측 11
MEA 성능 예측모델 예측정확도 개선 12
온전한 3상 전극구조 성능 및 내구성 13
3상 전극 백금 열화 내구성 평가 14
Iridium을 도입한 고전위 안정성 확보 14
양산 공정-대면적화 15
스택 제조 및 평가 15
Stage 2 연구 요약 및 차후 연구의 필요성 16
4. Stage 3 연구 목표 및 내용[내용없음] 6
5. 추진실적-정량적 성과 16
세부과제 Ⅱ. 고분자 연료전지 신뢰성 평가 및 장기수명 예측 기술 개발(Ⅰ) 17
요약문 18
SUMMARY 20
Contents 22
목차 23
제1장 서론 25
제1절 연구배경 및 필요성 25
제2절 연구개발 개요 26
1. 최종목표 26
2. 연구개발 흐름 27
제2장 본론 28
제1절 연구개발 추진전략 28
1. 연구개발 업무 편성도 28
2. 주요 기술개발 이슈 및 극복전략 29
3. 연차별 주요 연구내용 30
4. 추진실적 30
제2절 핵심기술 개발 내용 31
1. DFT-MD 기반 촉매층 소재 물성 예측 31
2. 멀티스케일 계산과학 기반 MEA 성능 예측 38
3. 상용 MEA 1000 시간 장기수명 평가 42
제3장 연구개발 요약 44
[그림 1-1] 개발 추진체계 27
[그림 2-1] 개발 추진전략 28
[그림 2-2] DFT-MD 기반 촉매층 소재물성 예측 연구개발 개략도 31
[그림 2-3] 산소흡착종에 따른 안정화된 백금 표면 (√3×√3) 32
[그림 2-4] 양자계산 기반 촉매 성능예측 기술 - 자유에너지 도표 33
[그림 2-5] 분자동역학에 사용된 Hydrated Nafion 이오노머와 탄소부식후 탄소지지체의 이오노머 덮힘과 두께변화 35
[그림 2-6] 산소투과도 예측을 위한 나피온 이오노머 박막 필름 모델 36
[그림 2-7] 나피온 이오노머 박막 필름 산소투과도 및 확산계수 계산 방법론 36
[그림 2-8] 나피온 이오노머 박막 필름 산소투과도 및 촉매-이오노머 계면 산소전달 저항 측정 37
[그림 2-9] 나피온 이오노머 박막 필름의 수소이온 전도도 측정 38
[그림 2-10] 멀티스케일 계산과학 기반 MEA 성능예측 연구개발 개략도 38
[그림 2-11] Macroscopic MEA 성능예측 모델 개략도 39
[그림 2-12] MEA 성능예측 모델 검증 40
[그림 2-13] 이오노머 필름 두께 편차에 따른 연료전지 성능 편차 예측 41
[그림 2-14] 백금 담지량 편차에 따른 연료전지 성능 편차 예측 42
[그림 2-15] 상용 MEA 1,000 시간 장기수명 평가 결과 43
[그림 2-16] 장기수명 평가 전후 EIS data 비교 분석 43