Electrochemical Stability of Co-Mo and Ni-Mo Intermetallic Compound Electrodes for Hydrogen Electrode of Alkaline Fuel Cell

알칼리형 연료전지의 수소극용 Co-Mo 및 Ni-Mo 금속간화합물 전극의 전기화학적 안정성

The Electrochemical stabilities of the Brewer-Engel type intermetallic compounds of Co-Mo $(35 wt\%)$ and Ni-Mo$(35 wt\%)$ manufactured by the arc-melting method for the hydrogen electrode of $H_2-O_2$ alkaline fuel cell were investigated. Effects of temperature and concentration on the electrochemical behavior of the electrodes in the $80^{\circ}C$ 6 N KOH solution deaerated with $N_2$ gas were studied by electrochemical methods. The effect of overpotential on the electrochemical stabilities of Co-Mo and Ni-Mo intermetallic compounds was also discussed under the normal operation condition of AFC. It was shown that Co-Mo electrode had lower electrochemical stability as compared to Ni-Mo. In the case of Co-Mo electrode, a simultaneous dissolution of cobalt and molybdenum has occurred at low anodic overpotential form equilibrium hydrogen electrode potential, but the dissolution of cobalt was serious, and Co(OH)l layer on the electrode surface formed at the high anodic overpotential. In contrast the Ni-Mo electrode had high electrochemical stability because formation of the dense and thin protective $Ni(OH)_2$ layer prevented the dissolution of molybdenum.

[ $H_2-O_2$ ] 알칼리형 연료전지용 수소극으로서 아크융해법으로 제조된 Brewer-Engel type의 Co-Mo$(35\;wt\%)$ 및 Ni-Mo$(35\;wt\%)$ 금속간화합물 전극의 전기화학적 안정성이 조사되었다. $N_2$가스로 용존산소를 제거한 $80^{\circ}C$ 6N KOH 전해질 내에서 금속간화합물 전극의 전기화학적 안정성에 미치는 전해질의 농도 및 온도의 영향이 조사되었다. 또한, AFC의 정상 작동조건하에서는 Co-Mo및 Ni-Mo전극의 전기화학적 안정성에 대한 분극전압(과전압)의 영향이 논의되었다. Co-Mo전극은 Ni-Mo전극에 비하여 낮은 전기화학적 안정성을 보였다. 수소가스 평형전위로부터 낮은 양분극 과전압 하에서 Co-Mo전극에서는 Co와 Mo의 용해가 동시에 일어났다. 그러나, Co는 Mo에 비하여 급격히 용해되었다 높은 양분극 과전압에서는 전극표면에 $Co(OH)_2$ 부동태 피막이 형성되었다. Ni-Mo전극의 경우에는 Mo의 용해반응이 치밀한 $Ni(OH)_2$, 부동태 피막형성에 의하여 억제되어 우수한 전기화학적 안정성을 보였다.