초록
반복적인 작동/멈춤에 의해 고분자전해질 연료전지의 성능 감소가 촉진되며, 이는 연료전지 자동차의 상용화를 위해 반드시 해결되야 한다. 고분자전해질 연료전지 스택의 운전을 정지했을 때 연료극 유로에는 수소가, 공기극 유로에는 공기가 남아 있어 연료전지가 열림회로 전위 상태에 한동안 유지되며 이로 인해 촉매의 소결이 촉진되고 과산화수소 라디칼이 형성되어 전해질를 분해시키는 것으로 보고되고 있다. 본 연구에서는 반복적인 작동/멈춤이 따라 고분자전해질 연료전지의 성능 감소와 막-전극 접합체의 특성에 미치는 영향을 조사하고, 운전 정지 시 잔존 수소를 제거함으로써 연료전지 스택의 내구성을 향상시키는 방법을 제안하였다.
Degradation of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) that is facilitated by on/off cycles is one of the most important issues for commercialization of fuel cell vehicles. When a PEMFC stack is shut down, residual hydrogen and induce high voltage equivalent to open circuit voltage to the cathode side that might cause sintering of Pt catalyst and facilitate formation of hydrogen peroxide at the anode side that might decompose $Nafionc\'{A}$ membrane. In this study, degradation of PEMFC exposed to repetitive on/off cycles was investigated by measuring i-V characteristics, ac impedance, cyclic voltammograms, gas leak, cross-sectional SEM images, and TEM images. To prevent degradation of PEMFC caused by the residual gases, hydrogen was removed from anode gas channel by gas-purging and by using a dummy resistance, that were found to be a very effective method.
