본 기술은 기판에 구리를 고전류밀도로 전해도금해 수소거품이 형판 역할을 하는 다공성 구리 박막을 만든 뒤, 백금 전구체 용액에 담가 구리를 백금으로 치환하는 연료전지용 다공성 백금 박막 제조방법입니다.
연료전지 촉매층은 주로 분무법과 전사법으로 만들어 왔고, 내구성을 높이려는 역오팔·휘스커 구조 같은 다공성 박막 촉매는 공정이 복잡하고 구조 제어가 어렵다는 한계가 존재했습니다. 백금을 직접 전해도금하면 백금 자체의 촉매 작용으로 수소거품이 생겨 전류 효율이 떨어지는 문제가 있었습니다.
본 기술은 정전류 도금 시 발생하는 수소거품을 오히려 기공 형판으로 이용해 다공성 구조를 먼저 확보하고, 갈바닉 치환으로 그 형상을 백금 박막에 옮깁니다. 구리 표면을 백금이 감싸는 구조로 형성되어 고가 백금의 사용량을 줄이면서 넓은 반응 표면적을 얻을 수 있습니다. 탄소 종이 기반 고분자전해질 연료전지 전극에 적용될 수 있어 입자형 촉매보다 내구성이 높은 박막 촉매층을 단순한 습식 공정으로 제작할 수 있습니다.
본 발명은 교육부의 폴리아닐린 담지체 기반 촉매/폴리아닐린 촉매의 개발 및 연료전지에의 적용 지원을 통해 개발되었습니다.
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