고분자 전해질이 연료전지 효율 향상에 기여하는 메커니즘은?

Question

안녕하십니까.

연료전지에서의 고분자 전해질은 이온 전달 매개체 역할을 합니다. 고분자 전해질이 연료전지 효율 향상에 기여하는 구체적 메커니즘은 무엇인지 전문가 분들의 의견 부탁드립니다.

Answer 1

안녕하세요. 네, 질문해주신 것과 같이 고분자 전해질이 효율을 올리는 주요 메커니즘으로는 효율적인 이온전달이 있는데요, 전하수송 저항 감소를 통해 내부저항을 감소시킵니다. Nafion 같은 불소계 폴리머를 예로 들 수 있는 고분자전해질은 산성 또는 치환된 염기성 작용기, 예를 들어서 –SO₃H, 양이온성 작용기를 통해 높은 이온 전도성을 제공하는데요, 이로 인해 전해질 층의 오믹 저항이 줄어들어 전체 전지 효율이 개선됩니다. 전도 메커니즘은 (i) 물 분자 매개 vehicle(수화 이온 이동) 과 (ii) 수소 이온의 Grotthuss(프로톤 점프) 메커니즘이 복합적으로 작용할 수 있습니다. 감사합니다.