직접개미산 연료전지에서 폴리올 법으로 합성한 팔라듐 담지 촉매에 대한 특성평가와 탄소담지체에 대한 영향 분석 :The characterization of paladium-based electrocatalyst synthesized by polyol process and the effect on the performance based on carbon support in direct formic acid fuel cell

양종원

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자료유형: 학위논문

저자정보: 양종원 (서울과학기술대학교, 서울과학기술대학교 대학원)

지도교수: 권용재

발행연도: 2015

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이용수2

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2016

에틸렌글리콜 양 조절에 의해 제조된 팔라듐구리 촉매를 이용한 개미산연료전지 성능평가

양종원 , 김래현 , 권용재 한국수소및신에너지학회논문집 2016.06 학술저널

2015

폴리올 방법으로 합성된 팔라듐 촉매를 이용한 접개미산연료전지에 대한 연구

양종원 , 김의현 , 최미화 외 1명 한국수소및신에너지학회논문집 2015.06 학술저널

직접개미산 연료전지에서 폴리올 법으로 합성한 팔라듐 담지 촉매에 대한 특성평가와 탄소담지체에 대한 영향 분석

양종원 신에너지공학과 2015.01 학위논문

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해당 연구에서는 polyol방법을 이용하여 합성한 카본블랙(Vulcan XC-72R) 탄소지지체 Pd촉매의 전기적, 전기화학적 특성을 평가하였다. 또한 Polyol방법으로 합성한 Pd/C 촉매는 직접개미산연료전지의 연료극에 적용하여 전기화학적 반응성을 측정하였다. 개미산 산화환원반응성과 직접개미산연료전지 성능평가를 통해 Pd/C의 촉매성능을 비교하였다. 촉매의 특성분석으로 TEM을 이용하여 분산도 및 크기를 분석하였다. 전기화학적 성능 평가 방법으로 순환전압전류주사법을 이용하여 촉매의 반응특성 및 개미산 산화환원반응성을 측정하였고 이를 통해 촉매가 갖는 전기화학적 반응성을 알 수 있었다. 또한 고분자전해질연료전지 완전지 성능 측정을 진행하였으며, 완전지에 영향을 주는 각 요인별 최적조건을 분석하였다. 인자로는 촉매 코팅 방법, 가스확산층 영향, 촉매로딩량, 개미산 연료 농도, Nafion membrane 종류, cathode 연료 변화 및 폴리올로 합성한 Pd촉매와 상용촉매와의 성능비교를 실시 하였다. 이러한 여러 가지 인자들의 최적조건을 선정하여 완전지 성능측정 결과 폴리올 방법으로 합성한 Pd/C 촉매를 직접개미산연료전지(DFAFC)에 적용 시에 상용촉매에 비해 우수한 성능을 얻을 수 있음을 입증하였다.

I. 서론 1
1. 연구의 배경 및 목적 1
II. 이론적 배경 3
1. 연료전지 3
2. 직접 개미산 연료전지 5
3. 촉매합성방법 9
3-1. 폴리올법 9
3-2. 탄소담지체 9
4. 전기화학적 분석법 10
4-1. 순환전압전류법 10
4-2. 선형주사전위법 11
4-3. 시간대주사법 12
5. 물리화학적 분석법 13
5-1. 투과 전자 현미경(TEM) 13
5-2. X선 회절 분석법 (XRD) 13
III. 실험 장치 및 실험 방법 14
1. 실험 장치 14
1-1. 촉매 합성장비 14
1-2. 촉매 스프레이 14
1-3. 단위전지 15
2. 실험 방법 16
2-1. Polyol 합성법 16
2-2. MEA 제조 19
IV. 실험 결과 및 고찰 20
1. 합성촉매 특성평가 20
2. 반전지 분석(Half cell test) 21
2-1. CV 분석 21
2-2. 개미산과의 Redox 반응 분석 23
3. 완전지 분석(Single cell test) 26
3-1. 촉매 코팅 방법에 따른 성능비교 26
3-2. 가스확산층 선정 28
3-3. 촉매로딩량별 DFAFC 성능분석 30
3-4. 개미산 농도 변화에 따른 DFAFC 성능분석 32
3-5. Nafion membrane 종류에 따른 DFAFC 성능분석 35
3-6. Cathode 연료 변화에 따른 DFAFC 성능분석 38
3-7. 폴리올 합성법으로 합성한 Pd/C 촉매의 DFAFC 성능분석 40
V. 결론 42
참고문헌 43
영문초록(Abstract) 45

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