Porous Electrode manufacture by catalyst powdering method for PAFC

촉매분말법에 의한 PAFC용 다공성 전극제작

Gas diffusion passes are introduced to catalyst layer so as to enlarge reaction region in cathode and anode and then improve electrode performances. The catalyst layer was manufactured with PTFE/carbon (none catalyst loaded) for gas diffusion and Pt/carbon (10 w/o Pt catalyst loaded) by varing the mixing ratio of (PTFE/carbon) to (Pt/carbon) by catalyst powdering method. The electrodes made by mixing Pt(10 w/o)/carbon powders and PTFE/carbon powders containing 60 w/o PTFE at the ratio of 7 : 3 showed the best electrode performances. It was known that by comparing the porosities to electrode performances the electrode performances were increased as both macro pore for gas diffusion and micro pore for electrolyte intrusion were formed much more. The platinum catalyst content in electrode was 0.2 mg/$\textrm{cm}^2$ and the PTFE content was 42 w/o. The electrode performance in unit cell was 220 ㎃/$\textrm{cm}^2$/0.7 V at operating temperature of 150$^{\circ}C$.

인산형 연료전지에서 cathode 및 anode 전극의 반응 면적을 넓혀 전극성능을 향상시키고자 전극 촉매층에 가스 확산로를 도입하였다. 촉매층의 제작은 기체확산로로 이용하고자 제조된, 촉매가 담지되어 있지 않은 PTFE/carbon과 10w/o의 촉매가 담지된 Pt/carbon을 혼합 비율을 달리하면서 촉매 분말법으로 제작하였다. PTFE를 60w/o 담지한 PTFE(60 w/o)/carbon 분말과 Pt(10 w/o)/carbon분말을 7 : 3의 비율로 혼합하여 제조된 전극이 가장 우수한 성능을 보였다. 이들 조성을 변화시키면서 전극의 다공성과 전극성능을 비교 검토하여 본 결과 전극성능은 기체 확산로로 이용되는 macro pore와 전해질의 침투로 이용되는 micro pore 모두가 많이 형성됨에 따라 향상되었음을 알 수 있었다. 이때 전극에 담지된 백금 촉매의 양은 0.2mg/$\textrm{cm}^2$이었으며 PTFE함량은 42w/o이었다. 작동온도 15$0^{\circ}C$, 단자전압 0.7 V에서 전류밀도는 220 ㎃/$\textrm{cm}^2$이었다.