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Research Highlights

Degradation-Mitigating Composite Membrane That Exceeds a 1 Wcm-2 Power Density of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Operating Under Dry Conditions
  • Year

    2021

  • Author

    AEML

  • Professor

    Prof. Shanmugam Sangaraju, Maxwell Tsipoaka et al

  • Journal

    ACS Sustainable Chemistry & Engineering (IF=7.632)

  • Abstract

    DGIST(총장 국양) 에너지공학전공 샨무감 교수 연구팀은 페로브스카이트 구조의 세륨-티타늄 산화물 나노 입자를 합성하였다. 이는 저습 환경의 고분자 전해질에서 수분을 흡수하는 첨가제로써 카본 나노 파이버(Carbon Nanofiber) 외부 표면에 헐겁고 균일하게 분산되는 특징을 갖고 있기에 열화를 늦추는데 기여함을 실험적으로 증명했다. 이 연구 결과는 ACS Sustainable Chemistry & Engineering (IF: 7.632) 저널에 2021년 9월 게재되었다.

    고분자 전해질 분리막 기술을 제어하는 물질 가운데 우수한 이온 전도와 화학적 안정성을 보이는 물질로 나피온 분리막을 대표적으로 꼽을 수 있다.  그럼에도 저습 조건에서 빠른 성능 저하로 인해 이의 광범위한 적용이 제한되고 있다. 이를 위해 연구팀은 최신 Nafion-211 분리막의 성능 대비 열화를 상당히 늦추고(2배 이상) 내구성을 향상(400시간 이상 구동이 가능)시킨 손쉬운 재료 합성 방안을 제시했다.

    건조 조건 하, PEMFC(수소 이온 교환 분리막 연료전지)에 적용된 Nafion CTO/CTO@CNF 복합막은 높은 전력밀도 (1219 mW cm-2) 와 전류밀도 (3986 mA cm-2)를 보였다. 상기 연구결과는 차량에 탑재되는 PEMFC 분리막 분야에 기여할 수 있으리라 기대된다.