With increasing energy demands around the world, polymer electrolyte membrane fuel cells have received a great amount of attention since the devices are regarded as an eco-friendly power source with high efficiency of energy conversion. However, high cost of platinum catalyst used at the electrode remained as a chronical issue which encourages finding an alternative catalyst. Thus, finding a catalyst with high performance towards ORR could be one of the potential solutions for the successful industry commercialization of the device. In this study, two different catalysts were investigated. First is the Ru-based ternary catalyst and the second catalyst is the nitrogen doped carbon-based catalyst. In order to improve its performance, various approaches were conducted by combining diverse metal combination as well as compositions, and modification of morphology of the carbon catalyst. Moreover, to investigate the stability property of carbon-based catalyst, various stability conditions were examined.
세계적으로 에너지 수요가 증가 함에 따라, 높은 효율 변환 율 및 친환경적인 고분자 전해질 연료전지 시스템은 각광 받고 있다. 하지만, 전극에서 사용 되는 백금 촉매의 경우 가격 경쟁력의 개선이 필요하며, 이를 대체 할 수 있는 촉매의 개발이 시급하다. 높은 활성 및 내구성을 가지는 물질을 개발 한다면, 고분자 전해질 연료전지의 상용화를 앞 당길 수 있다. 이 연구에서는 두 가지의 다른 촉매 개발을 진행 하였다. 높은 성능을 갖는 촉매 개발을 위해 Ruthenium 금속을 기반으로 다양한 금속의 조합 및 조성을 확인 하여 삼원 합금 촉매 개발에 집중 보았으며, 탄소 기반의 촉매의 표면에 변화를 주어 높은 성능을 유도 해 보았다. 또한, 탄소 기반 촉매의 내구성을 알아 보기 위해, 다양한 조건에서 내구성 실험을 진행 하였다.
