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직접NaBH4/H2O2 연료전지용 금도금 마그네슘 분리판의 제작 및 성능평가 = Fabrication and performance evaluation of au coated magnesium bipolar plates for direct NaBH4/H2O2 fuel cell
서명 / 저자 직접NaBH4/H2O2 연료전지용 금도금 마그네슘 분리판의 제작 및 성능평가 = Fabrication and performance evaluation of au coated magnesium bipolar plates for direct NaBH4/H2O2 fuel cell / 김지현.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2015].
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Magnesium is investigated as the base material of bipolar plates for the direct borohydride hydrogen peroxide fuel cell (DBPFC). Magnesium is lightweight, has high mechanical strength and electrical conductivity, and can be mass produced. However, magnesium is prone to corrosion under acidic environments to which DBPFC bipolar plates are subject. Our approach is to electroplate magnesium with a corrosion resistive material. Au, Ag and Cr are selected as possible candidate materials taken account of their low corrosion rates, low electrical resistivity and chemical stabilities. When used in a single DBPFC test, magnesium bipolar plates electroplated with Au exhibited the highest maximum power density of 141 mW cm-2. This performance is superior to that of graphite which shows a maximum power density of 116 mW cm-2. The enhanced performance is accounted for the additional catalytic activity of Au which assisted the electrochemical reaction. A single DBPFC test performed using the Au coated magnesium bipolar plates in conjunction with a membrane electrode assembly having no catalyst layer produces a maximum power density of 33 mW cm-2. The electroplated Au layer on magnesium bipolar plate not only protects the sublayer from corrosion but also improves the output power with additional catalytic activity.

직접 수소화붕소나트륨 과산화수소 연료전지의 분리판 재질로서 마그네슘이 연구되었다. 마그네슘은 무게가 가볍고 기계적 강도가 크고 전기 전도도가 좋으며 대량생산이 가능하다. 그러나 마그네슘은 직접 수소화붕소나트륨 과산화수소 연료전지의 운용환경인 산성환경에서 부식되기 쉬운 단점이 있다. 따라서 마그네슘을 부식에 강한 금속으로 도금을 수행하였다. 분리판 재료로 낮은 부식율과 낮은 전기 저항과 화학적 안정성을 고려하여 금, 은 및 크롬이 선정되었다. 단셀로 직접 수소화붕소나트륨 과산화수소 연료전지가 실험되었을때 금도금 마그네슘 분리판이 가장 큰 동력밀도인 141mW/cm2가 발생되었다. 이러한 성능은 116 mW/cm2의 흑연분리판 연료전지보다 우수한 성능을 보여주었다. 또한 금도금의 추가적인 촉매 활성으로 전기화학적 반응을 도와주어 향상된 성능을 얻을수 있었다. 이를 검증하기 위해 단셀의 직접 수소화붕소나트륨 과산화수소 연료전지의 성능 실험에서 MEA의 촉매층 없이 실험하여 최대 동력밀도 33 mW/cm2이 발생되었다. 이상과 같은 실험 결과 금으로 전해도금된 마그네슘 합금 분리판은 하층의 분리판을 보호할뿐 아니라 추가적인 촉매효과로 출력 동력을 증가시킴을 확인 할수 있었다.

서지기타정보

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청구기호 {DAE 15016
형태사항 81 : 삽화 ; 30 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Jihyun Kim
지도교수의 한글표기 : 권세진
지도교수의 영문표기 : Se Jin Kwon
부록 수록
학위논문 학위논문(박사) - 한국과학기술원 : 항공우주공학과,
서지주기 참고문헌 : p.
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