Effect of Nafion Ionomer Content at Various Relative Humidities on Cathode Electrodes of Proton Exchange Memebrane Fuel Cells Using Decal Transferred MEAs

Title
Effect of Nafion Ionomer Content at Various Relative Humidities on Cathode Electrodes of Proton Exchange Memebrane Fuel Cells Using Decal Transferred MEAs
Authors
전순열이지선G. M. Rios김형준조은애이상엽임태훈장종현
Keywords
PEMFC; MEA; decal; humidity
Issue Date
2009-04
Publisher
한국전기화학회
Citation
, 72-72
Abstract
고분자전해질 연료전지는 낮은 온도에서 작동가능하고 시동이 빠르며, 출력 밀도가 높아 자동차 =휴대기기 등에 사용될 수 있다. 그러나 상용화를 위해서는 MEA개 선, 온도/가습 조건을 통한 물관리 능력 개선 등을 통한 효율 향상이 필수적 이다. 고분자전해질 연료전지의 촉매층 내에서의 나피온 이오노머 함량이 연료전지 성능에 미치는 영 향을 연구하기 위해, 캐소드 전극의 나피온 이오노머함량이 다른 MEA를 데칼 전사방식으로 제작하였다. 캐소드 전극의 나피온 이오노머 함량은 10, 20, 30, 40 wt.%로 다르게 하였으며, Pt loading양은 0.4 mg/cm2이 되도록 하였다. 4가 지의 다른 나피온 이오노머 함량을 가진 MEA들 에 태해 캐소드 가습조건 변화가 미치는 영향을 확인하기 위해 캐소드 상대습도(RHC)를 2¸ %에 서 95 %까 지 6단계의 상승 방향으로 변화시켰으며 I— V 측정과 전기화학분석을 진행 하 였 다. 10 wt.%와 20 wt.%의 낮은 나피온 이효노머 함량의 경우 RHC가 상승할수록 이온전도가 용이해져 성능의 향상 경향을 보였으나, 나피온 이오노머 함량이 높은 다른 MEA비 해 낮은 전류밀도를 나타내었다. 반면, 나피온 이오노머 40 wt.%의 MEA는 농도과전위에 따른 전압강하로 인해 RHC가 높아질수록 성능이 저하되는 경향를 보였다. 30 wt:%의 나피온 이오노머 함량을 가진 MEA는 RHC 상승에 따라 성능향상 경 향을 나타내면서, 9¸ %의 RHC와 0.6 V인 가되 었을 때 0.73 A/cm2의 전류밀도를 보였다. 본 연구에서 캐소드 촉매층의 나피온 이오노머는 30 wt.%가 가장 적 합한 함량으로 판단되나, 고전류밀도 영역에서의 농도과전위 증가에 의한 전압강하를 막기 위해 발수 능력 개선이 펄요하다.
URI
http://pubs.kist.re.kr/handle/201004/35166
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KIST Publication > Conference Paper
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