한국수소및신에너지학회논문집 (Transactions of the Korean hydrogen and new energy society)

  • 제17권3호
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  • Pages.347-352
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  • 2006
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  • 1738-7264(pISSN)
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  • 2288-7407(eISSN)
한국수소및신에너지학회 (The Korean Hydrogen and New Energy Society)
권호 표지

체결압이 고분자연료전지 가스확산층에 미치는 영향

Property Changes of Gas Diffusion Layer in a PEFC by Compression

  • 안은진 (한국에너지기술연구원 고분자연료전지연구단) ;
  • 윤영기 (한국에너지기술연구원 고분자연료전지연구단) ;
  • 박구곤 (한국에너지기술연구원 고분자연료전지연구단) ;
  • 박진수 (한국에너지기술연구원 고분자연료전지연구단) ;
  • 이원용 (한국에너지기술연구원 고분자연료전지연구단) ;
  • 한학수 (연세대학교 대학원 화학공학과) ;
  • 김창수 (한국에너지기술연구원 고분자연료전지연구단)
  • 발행 : 2006.09.15
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초록

분자전해질연료전지 내의 다공성 기체확산층은 반응가스의 확산과 전자이동통로의 역할을 수행할 뿐만 아니라 전기화학반응에 의해 공기극에서 생성된 수분(기상 혹은 액상)을 반응면으로부터 분리판 채널 방향으로 이동시켜 배출시키는 중요한 역할을 한다. 따라서 물관리를 통한 성능향상을 위해서는 기체 확산층의 구조 및 재료특성에 대한 심도 릴은 연구가 필요하다. 실제 단위전지 체결시 기체확산층은 분리판의 리브(rib)에 의해 눌리게 되며, 그 부분의 기공 크기 분포의 변화를 야기한다. 또한 리브 전단부분에서 탄소 섬유가 손상을 입으며, 탄소 섬유를 감싸고 있는 PTFE coating이 벗겨지게 되어 표면화학적 특성이 달라진다. 본 연구에서는 단위전지 체결 시 분리판에 의해 눌리는 기체확산층의 기공 크기 분포 변화를 측정하였으며, 기공의 소수성에서 친수성으로의 변화를 알아보았다. Mercury 기공 측정기와 PMI 기공 측정기는 큰 기공 분포의 변화에, 질소의 흡/탈착을 이용한 BET 방식은 작은 크기의 기공 분포 변화 관찰에 사용되었다. 체결압에 의한 탄소섬유의 구조적 변화와 아울러 표면의 습윤 정도의 변화를 XPS와 물/알콜 Uptake를 이용해 알아보았다. 이 연구를 바탕으로 물관리를 통한 연료전지 성능 향상을 위한 최적 GDL 선정에 기반이 되는 자료를 도출하였다.

키워드

참고문헌

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