Clean Technology (청정기술)

The Korean Society of Clean Technology (한국청정기술학회)
권호 표지

Preparation of Self-humidifying Pt/Nafion Membranes using Supercritical $CO_2$ for PEMFCs

초임계유체를 이용한 PEMFC용 자가 가습 백금/나피온 막의 제조

  • Byun, Jung-Yeon (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University) ;
  • Kim, Hyo-Won (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University) ;
  • Sung, Joon-Yong (Center for Clean Technology, Yonsei University) ;
  • Kim, Hwa-Yong (School of Chemical and Biological Engineering, Seoul National University)
  • 변정연 (서울대학교 공과대학 화학생물공학부) ;
  • 김효원 (서울대학교 공과대학 화학생물공학부) ;
  • 성준용 (연세대학교 CT연구단) ;
  • 김화용 (서울대학교 공과대학 화학생물공학부)
  • Published : 2007.06.30
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

Pt/Nafion self-humidifying membranes for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) were synthesized via a supercritical-impregnation method. The Nafion 112 membranes were impregnated with Pt(II) acetylacetonate from a supercritical carbon dioxide ($scCO_2$) solution at $80^{\circ}C$ and 19.8 MPa. After the impregnation, the Pt-impregnated Nafion membrane was converted Pt deposited Nafion(Pt/Nafion) membrane by reducing agent, sodium borohydride ($NaBH_4$) under $50^{\circ}C$ and 2 hours. The prepared Pt/Nafion membranes were investigated by SEM, EDS and EPMA. The performance of the Pt/Nafion membranes was examined in PEMFC as a self-humidifying membrane. The cell performance of the Pt/Nafion membrane at $65^{\circ}C$ is better than that of Nafion 112.

초임계함침법을 이용하여 백금을 나피온 112 막에 함침시켜 자가 가습 막을 제조하였다. 초임계이산화탄소를 용매로 하여 나피온112 막에 $Pt(II)(acac)_2$를 $80^{\circ}C$, 19.8 MPa 조건에서 함침한 후, $NaBH_4$ 용액을 사용하여 $50^{\circ}C$ 에서 2시간 동안의 환원과정을 통하여 Pt 입자로 환원시켜 PEMFC용 백금/나피온 자가-가습 전해질막을 제조하였다. 제조한 백금/나피온 막들을 SEM, EDS, EPMA 등의 분석을 통하여 백금 입자들이 균일하게 분산되어 함침되었음을 확인하였다. 제작한 백금/나피온 막을 무가습 조건에서 구동되는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 전해질로 적용하였을 때 $65^{\circ}C$ 구동온도에서 일반적인 나피온 112를 전해질로 사용한 경우보다 향상된 성능을 보였다.

Keywords