PEMFC 전극용 HOR 선택 촉매 및 이온머너-촉매 독성 메커니즘 연구

HOR-Selective Catalysts and Ionomer-Induced Pt Poisoning Mechanisms for PEMFCs

연구 내용

탄소 쉘로 둘러싼 Pt-풍부 금속합금 촉매를 설계해 수소 산화 반응 선택성을 높이고, 수소이온머너의 흡착 독성 효과를 실험적으로 규명하는 연구

정지-기동 과정에서 역전류 발생을 억제하기 위해 수소 산화 반응(HOR) 선택 촉매 구조를 설계합니다. 금속 합금 코어 표면에 탄소 쉘을 고밀도로 형성하고 Pt-풍부 표면을 노출해 분자체 효과로 H2는 선택적으로 투과시키되 O2의 침투를 제한하는 전략을 적용합니다. 또한 수소이온머너에서 유래하는 설폰산 및 관련 화합물이 Pt 나노입자에 흡착하며 독성이 어떻게 달라지는지, 흡착 방향성 관점에서 실험 시뮬레이션으로 분석합니다. 이러한 구조-계면 상관 해석을 통해 PEMFC 운전 안정성 확보에 기여합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

2022년에는 금속 합금 코어와 탄소 쉘을 이용한 HOR 선택 촉매 구조를 제시하며, 탄소 쉘의 차단 및 분자체 효과가 선택성에 미치는 영향을 중심으로 연구를 수행했습니다. 이후 해당 구조 설계를 PEMFC 전극 운전 조건에서의 안정성 관점으로 확장하기 위해 2023년에는 수소이온머너가 Pt 촉매에 유발하는 중독 효과를 실험적으로 모사하고, 설폰산 계 화합물의 흡착 방향성에 따른 독성 변화를 규명했습니다. 축적된 결과는 2024년 이후 PEMFC 시스템 통합형 수소추출기 프로젝트의 요구조건과 연계되어, 전극 촉매 구조와 막-전극 구성 요소의 상호작용을 고려한 적용 방향으로 이어지고 있습니다.

활용 가능성

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

PEMFC HOR 선택 촉매
역전류 억제용 전극 설계
탄소 쉘-금속합금 촉매 아키텍처
Pt 중독 내성 평가 프로토콜
수소이온머너-촉매 상호작용 분석
설폰산 계 유래 독성 모델링
시작-정지 운전 안정성 향상
전극 촉매층 조성 가이드
시스템 통합형 PEMFC 부품 설계
해상 적용 연료전지 운전 최적화