고분자전해질 연료전지 (PEMFC)의 공기극을 양극산화 알루미늄 (AAO) 템플레이트를 이용하여 제조하고 촉매층의 구조적 특성을 주사현미경 (SEM) 측정과 BET (Brunauer-Emmett-Teller) 분석을 통해 알아보았다. SEM 측정을 통해 일정한 크기와 모양의 Pt nanowire 가 규칙적으로 형성된 것을 확인할 수 있었다. BET 분석을 통해 AAO 템플레이트로 인하여 20-100 nm 크기의 기공 분포가 증가한 것을 확인하였다. 단위전지 성능평가와 임피던스 측정을 통하여 막-전극접합체 (MEA)의 전기화학적 특성을 분석하였다. 그 결과, AAO 템플레이트를 이용하여 제조한 MEA는 촉매층의 구조 개선으로 인하여 물질 전달 저항을 감소시킬 수 있었으며, 25%의 단위전지 성능이 향상되었다.
The cathode catalyst layer in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) was fabricated with anodic aluminum oxide (AAO) template and its structure was characterized with scanning electron microscopy (SEM) and Brunauer-Emmett-Teller (BET) analysis. The SEM analysis showed that the catalyst layer was fabricated the Pt nanowire with uniform shape and size. The BET analysis showed that the volume of pores in range of 20-100 nm was enhanced by AAO template. The electrochemical properties with the membrane electrode assembly (MEA) were evaluated by current-voltage polarization measurements and electrochemical impedance spectroscopy. The results showed that the MEA with AAO template reduced the mass transfer resistance and improved the cell performance by approximately 25% through controlling the structure of catalyst layer.
