Pt 전극 표면에 흡착된 Bismuth가 포름산 산화반응에 미치는 영향

초록

Formic acid fuel cell 에서 반응 중간생성물인 일산화탄소(CO)가 전극촉매인 백금에 피독 (poisoning)되어 전극촉매의 활성을 감소시키는 문제점이 있다. Pt 전극 표면에 흡착된 소량의 bismuth (Bi) ion은 CO피독현상을 감소시키고, 촉매활성도를 증가시킨다. 기존 연구사례를 참조하면, Bi가 Pt에 흡착한 경우 Bi에 의한 third-body effect와 electronic effect에 의해 포름산의 전기화학적 산화능력을 증가시킨다고 보고된 바 있다. 본 연구에서는 DFAFC에서 Pt 촉매 전극하에서의 성능과 Bi로 도핑한 Pt전극에서의 성능을 비교하였다. Half cell 분석은 1.0M HCOOH/0.5M H2SO4를 혼합한 용액하에서 진행되었고, Bi ion 증착법은 under potential deposition(UPD)로 정전압하에서 5분동안 하여 도핑하였다. Cyclic voltammetry 실험결과 Bi가 흡착된 Pt전극 (PtBi)이 약 5 ~ 10배 정도의 높은 포름산 산화능력을 가진다는 것을 확인할 수 있었고, 일정산화전압 인가 시Pt와 PtBi 전극촉매의 durability를 비교하였다.