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PEMFC에 대한 질문
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작성일 2023-05-30작성자 서한빈 조회 844
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카테고리 연료전지
안녕하세요. 연료전지에 대해서 공부를 하고 있는 학생입니다.
공부하면서 혼자 이해하는데 어려움을 겪고 있었는데 배움의 공간을 알게되어 매우 감사합니다.
1. PEMFC에서 MEA(막전극접합체)의 E에 해당하는 electrode가 촉매층(catalyst layer)만을 말하는 것인가요? 아니면 가스확산층(Gas diffusion layer)을 electrode로 표현하기도 하는건가요? 부르는 사람마다 다른 것인지 헷갈려서 질문 남깁니다.
2. 위 질문에 이어서 MEA의 열화에서 기계적 열화 발생 시 electrode와 membrane의 계면 탈리가 발생한다고 알고 있는데 electrode가 CL에 해당하는지 아니면 GDL과 membrane의 계면 탈리에도 해당하는건지 궁금합니다.
3. 촉매는 흔히 Pt/C의 형태인 것으로 알고 있는데 Pt/C의 형태일 때 metal이고 PtCo/C와 같은 형태일 때 alloy라고 부르는 게 맞는건지 궁금합니다.
이것으로 질문 마칩니다
답변을 바탕으로 더 열심히 공부해보겠습니다
확인부탁드립니다
감사합니다!
공부하면서 혼자 이해하는데 어려움을 겪고 있었는데 배움의 공간을 알게되어 매우 감사합니다.
1. PEMFC에서 MEA(막전극접합체)의 E에 해당하는 electrode가 촉매층(catalyst layer)만을 말하는 것인가요? 아니면 가스확산층(Gas diffusion layer)을 electrode로 표현하기도 하는건가요? 부르는 사람마다 다른 것인지 헷갈려서 질문 남깁니다.
2. 위 질문에 이어서 MEA의 열화에서 기계적 열화 발생 시 electrode와 membrane의 계면 탈리가 발생한다고 알고 있는데 electrode가 CL에 해당하는지 아니면 GDL과 membrane의 계면 탈리에도 해당하는건지 궁금합니다.
3. 촉매는 흔히 Pt/C의 형태인 것으로 알고 있는데 Pt/C의 형태일 때 metal이고 PtCo/C와 같은 형태일 때 alloy라고 부르는 게 맞는건지 궁금합니다.
이것으로 질문 마칩니다
답변을 바탕으로 더 열심히 공부해보겠습니다
확인부탁드립니다
감사합니다!
[답변 글]
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답변자 박구곤
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답변일 2023-05-30
안녕하세요. 연료전지 분야에 관심 가져주셔 감사합니다.
1. 셀 구성품 명칭
- 막전극접합체(MEA; Membrane Electrode Assembly)는 Anode-Membrane-Cathode로 구성되어 있습니다.
- 막 양쪽에 코팅된 촉매층을 전극층(Electrode)로 명명합니다.
- 전극층은 일반적으로 전극촉매(Pt/C 등)와 이오노머로 구성됩니다.
- 셀은 "분리판-GDL-MEA-GDL-분리판"으로 구성되어 있으며, MEA와 분리판 사이에 가스켓이 존재합니다.
2. MEA의 물리적 열화 현상
- MEA 열화는 화학적 열화와 물리적 열화 혹은 두가지 열화의 복합 형태로 나타납니다.
- Dry/wet 사이클에 따른 물리적(기계적) 열화에서 계면 탈리(박리)라는 용어는 막과 전극촉매층(CL; Catalyst Layer=Electrode) 사이의 접착이 파괴되는 경우를 이야기 합니다.
3. 촉매 구성
- 촉매는 "활성금속"과 "지지체(혹은 담체)"로 구성됩니다.
- 활성금속으로 Pt 백금이 일반적으로 사용됩니다.
- 금속이라는 분류 아래에 단일 금속과 합금이 존재할 수 있습니다. 2개 이상의 금속이 섞여있는 경우를 일반적으로 합금(Alloy) 이라고 부르는데, 좀 더 상세히는 특정 구조를 가지고 새로운 물성을 가지는 경우를 합금이라고 하고, 단순히 일부 원자가 섞여 있는 경우는 solid solution 이라는 용어로 구분하기도 합니다.
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