Theories and Applications of Chem. Eng., 2022, Vol. 28, No. 1 366
화학공학의 이론과 응용 제28권 제1호 2022년
PEMFC 박막에서 e-PTFE 지지체의 화학적 내구성 연구 오소형, 박권필†
순천대학교 (parkkp@sunchon.ac.kr†)
PEMFC의 고분자 막은 e-PTFE에 이오노머를 함침시켜 제조한 강화막(Reinforce)이 이용되 고 있다. e-PTFE 지지체는 고분자막의 기계적 내구성 향상을 위해 강화막에 사용되는데, PTFE가 화학적으로 안정된 소재이지만 산소라디칼이 발생하는 가혹한 PEMFC 조건에서 e- PTFE의 화학적 열화 및 화학적 내구성도 연구되어야 한다. 또한 PEMFC의 성능과 경제성을 향상시키기 위해 고분자막은 박막화(10 μm 이하)되는 추세이며, 박막의 e-PTFE 지지체는 후막에 비해 더 얇기 때문에 화학적으로 더 안정해야 막의 기계적 내구성을 유지할 수 있다.
따라서 박막 강화전해질막의 화학적 열화가 e-PTFE 지지체 내구에 어떠한 영향을 주는지 확인하고자 한다.
본 연구에서는 10 μm 이하 박막 강화전해질막을 사용하였으며, 화학적 내구 평가 방법은 Fenton 실험(셀 밖)과 OCV holding(셀 내)을 각각 진행하였다. 열화된 막은 IPA를 이용하여 이 오노머를 제거한 후 e-PTFE 지지체를 SEM, FT-IR, SAXS 등을 분석하여 열화 전후의 화학적 변화를 확인하였다.
Fenton 실험 및 OCV holding에 의해 화학적으로 열화된 막의 e-PTFE 지지체가 변형됨을 SEM을 통해 관찰하였으며, FT-IR과 SAXS의 피크가 초기보다 감소하여 e-PTFE 지지체에서 도 화학적 열화가 발생함을 확인하였다.
