Effects of the Variables in the Fabrication of Anode on the Performance of DMFC

Single cell performance has been investigated and characterized with variables in the fabrication of DMFC anode. The performance was checked as a function of ionomer content which affects ion conductivity in the catalyst layer, and catalyst slurry solvent which determines structure of agglomerates consisting of an ionomer and a catalyst. Anode with total ionomer to catalyst ratio of 0.6 showed the best performance and the lowest polarization resistance. Also, electrochemically effective surface area increased with ionomer content. As solubility of the ionomer decreases with decreasing solvent polarity, the size of agglomerates consisting of a catalyst and an ionomer became larger in the less polar solvent. The anode using DPK $(\varepsilon=12.60)$ as a solvent, which is less polar than generally-used water or alcohol species, showed the maximum performance and the lowest polarization resistance.

직접 메탄올 연료전지용 산화극 제조 변수가 성능에 미치는 영향

직접 메탄을 연료전지(DMFC)의 산화극 제조 변수들에 따른 단위전지의 성능변화 관찰 및 특성분석을 수행하였다. 촉매층에서의 이온 전도도에 영향을 주는 이오노머의 양과, 이오노머와 촉매의 결합구조를 결정하는 촉매 슬러리의 용매를 변수로 하였다 전체 이오노머의 비가 0.6일 때 최고 성능을 보였으며 분극 저항도 가장 작게 나타났다. 전기화학적 활성면적도 이오노머가 늘어날수록 증가하였다. 극성이 작은 용매일수록 이오노머가 잘 용해되지 않아 촉매 응집체의 크기가 커졌다 기존의 물이나 알코올 종류의 용매들에 비해 극성이 낮은 DPK $(\varepsilon=12.60)$를 사용하여 제조한 전극이 가장 높은 성능을 보였으며 낮은 분극 저항 값을 가졌다.