PEMFC·PEM 물 전해의 촉매층 안전/성능 향상을 위한 MOF 기반 수분·수소 거동 제어

MOF-Controlled Water and Hydrogen Behavior for Improved PEMFC and PEM Water Electrolyzer Safety and Performance

연구 내용

MOF를 MEA의 촉매층에 적용하여 저상대습도 수분 역확산을 촉진하고, 수소 흡착 기능으로 H2–O2 혼합과 폭발 위험을 낮추는 안전·성능 제어 연구

PEM 연료전지와 PEM 물 전해에서 촉매층 내 물·기체 분포가 성능과 안전을 좌우하므로, MOF를 MEA 구성 요소로 통합하는 연구를 수행합니다. PEMFC에서는 수분이 풍부한 MOF 첨가가 저 RH 조건에서의 물 역확산을 촉진하여 출력 성능을 향상시키는 방향을 검증합니다. PEM 물 전해에서는 H2 흡착이 가능한 MOF를 음극 촉매층에 도입해 O2 스트림으로 이동하는 수소 농도를 낮추고, 온도 변화에 따른 흡착 가역성도 함께 평가합니다. 이를 통해 촉매층 내부에서의 기체 거동을 설계 변수로 제어합니다.

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1건

연구 흐름

초기에는 MOF를 촉매층 기능성 첨가제로 보고, PEMFC에서 저 상대습도 조건을 포함한 수분 수송의 병목을 해소하는 방향으로 연구를 진행했습니다. 이후 수송·혼합 위험이 핵심인 PEM 물 전해로 확장하여, H2 흡착 기능을 갖는 MOF를 음극 촉매층에 통합하는 실험을 수행했습니다. 이어서 MOF의 작용기 종류에 따른 수소 농도 변화와 흡착의 온도 의존성을 비교하며 안전 관점의 설계 기준을 정리하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

PEMFC용 수분 역확산 촉진 소재
저 RH 출력 안정화용 MEA 첨가제
PEM 물 전해 안전성 향상 설계
음극 촉매층 내 H2 흡착 제어
작용기 기반 MOF 성능 스크리닝
촉매층 기체 혼합 위험 저감
수소 누설 억제 구조
열적 가역 흡착 특성 활용
안전-성능 동시 최적화 플랫폼
수분·기체 거동 기반 셀 설계