| 초록 |
연료전지는 차세대 에너지 소자 중 하나로 연료의 화학적 에너지를 전기적 에너지로 변환하는 에너지 변환 소자이다. 연료전지는 연료, 작동 온도 및 전해질 등에 따라 인산형, 알카리형, 고분자전해질, 직접 메탄올형 등으로 구분된다. 이중 직접 메탄올 연료전지는 낮은 작동온도, 간단한 구조, 높은 에너지 밀도 및 환경 친화적이라는 장점으로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 값비싼 백금촉매의 사용, 촉매 피독으로 인한 활성 저하, 연료의 cross over등의 문제점이 있다. 따라서 백금 촉매의 사용량을 감소시키기 위해서 탄소계 재료, 금속 산화물 재료, 전도성 고분자재료 등과 같은 백금 촉매 지지체의 도입이 연구되고 있으며, 또한 촉매 피독 현상을 억제하기 위하여 루테늄, 주석, 및 크롬 등의 전위금속을 이용하는 연구가 진행되고 있다. 따라서 본 연구에서는 백금 촉매의 사용량을 감소시키고 백금 촉매의 피독 현상을 억제하기 위하여 다공성탄소나노섬유-루테늄 코어-쉘 구조의 지지체를 제조하였고 이들의 전기화학적 촉매 특성을 분석하였다. 제조한 백금 촉매가 담지된 다공성 탄소나노섬유-루테늄 코어-쉘 지지체의 물성은 주사전자현미경 (field-emission scanning electron microscopy, FESEM), 투과전자현미경 (transmission electron microscopy, TEM)를 이용하여 분석하였고 TEM-EDS 분석을 통해 제조한 샘플의 형상을 규명하였다. 또한, 제조한 샘플의 결정구조 및 화학적 결합 상태를 분석하기 위하여 X-선 회절분석 (X-ray diffraction, XRD) 및 X-선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy, XPS)을 수행하였다. 전기화학적 특성 평가는 순환전압-전류측정법 (cyclic voltammetry, CV) 및 정전압-전류측정법 (chronoamperometry, CA)를 이용하여 규명하였다. 위의 내용은 2016년도 한국재료학회 추계 학술대회에서 더 자세하게 논의될 것이다.
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