Improvement of Platinum Particle Dispersion on Porous Electrode for Phosphoric Acid Fuel Cell

연료전지용 다공성전극에 있어서 백금촉매의 분산성개선

To improve the dispersion of platinum catalyst, the effects of carbon black surface treatment, solvents, surfactants, and ultrasonic homogenizing were examined. Upon introducing the hydrophilic groups acting as an anchorage center of the catalyst on the surface of carbon black by oxidation, the migrating and growing of platinum particles(or ions) during reduction could be restricted. When mixed solvents, surfactants, or ultrasonic homogenizer were used to disperse catalysts on the carbon black, the dispersion of catalyst could be improved, due to the good permeation of chloroplatinic acid through the pore of carbon black. Among the impregnation methods, the method using ultrasonic homogenizer with mixed solvent was the most excellent. Using this method the particle sized could be minimized in less than $30A^{\circ}$ and distributed homogeneously.

백금촉매의 분산을 향상시키기 위하여 카본블랙의 표면처리, 용매, 계면활성제 및 초음파분산기에 따른 효과를 고찰하였다. 카본블랙을 산화처리하여 카본블랙 표면에 친수성기인 작용기들을 도입함으로써 작용기들이 염화백금산 이온의 anchorage center역할을 하여 이 염화백금산을 환원시킬 때 백금입자(이온)의 이동이나 성장을 억제시켜 미립화 시킬 수 있다고 생각되었다. 혼합용매, 계면활성제, 초음파분산기 등을 이용한 경우, 염화 백금산이온이 anchorage center 역할을 하고 있는 작용기들에 까지 잘 스며들어감으로써 백금촉매의 분산성이 향상됨을 알았다. 혼합용매에 초음파분산기를 사용하여 공기산화시킨 카본블랙에 백금촉매를 담지시킨 결과, 분산성이 가장 우수하였으며 입자크기는 $30A^{\circ}$ 이하로 미립화 되었다.