Abstract
Electrodes using for the anode electrode of direct methanol fuel cell with Pt/C and Pt/Ru/C catalyst were prepared and characterized by SEM, TEM, thermal analysis and electrochemical analysis. The half cell tests were carried out with 1 M $H_2SO_4$ electrolyte and 1 M $CH_3OH$ in order to evaluate the electrode performance. The employed electrochemical methods were cyclic vol-tammetry and potentiodynamic polarization experiments. It was found that 20 w% polytetrafluoroethylene (PTFE) content in catalyst showed the best performance due to the best platinum utilization on PTFE-containing catalyst layer. It was found that Pt/Ru/C binary catalyst inhibited the poisoning of anode electrode showing improved performance compared to the Pt/C catalyst by the adsorption of oxygen containing species on the electrode surface at same time. The apparent activation energy for methanol oxidation on the Pt/Ru/C and Pt/C catalyst layer was 11.60 kJ/mol and 26.85 kJ/mol, respectively.
본 연구에서는 Pt/C와 Pt-Ru/C 촉매를 이용하여 직접메탄올 연료전지용 연료극 전극을 제조하고 전극 및 메탄올 산화 특성에 대하여 고찰하였다. 전극은 SEM, TEM 및 열중량 분석을 통하여 특성을 조사하였다. 메탄올의 산화 특성은 1M CH3OH+1M H2SO4 용액에서 정전위/정전류계를 이용하여 반전지 시험 및 순환 전압-전류법으로 조사하였다. 연구결과를 통하여 메탄올 산화전극은 촉매층 내에 PTFE가 20w% 포함되었을 경우가 백금촉매의 이용률이 높고 우수한 성능을 보여 주었다. Pt-Ru/C 이원촉매는 Pt/C 촉매에 비하여 메탄올 산화특성이 우수하고 성능이 우수한 촉매임을 알 수 있었다. Pt/Ru/C와 Pt/C 촉매를 이용하여 제조한 전극의 메탄올 산화반응에 대한 활성화 에너지는 11.60 kJ/mol과 26.85 kJ/mol이었다.
