Anion exchange membrane fuel cells are attractive while proton exchange membrane fuel cells need costly precious metal for the catalysts and have durability issue. Anion exchange membrane fuel cells have low activation energy and use non-precious metals as catalysts for the oxygen reduction reaction, which can operate the system with low cost. In this study, we study the polyaniline-derived catalysts with different molar ratios of monomer to oxidizing agent for the activity toward the oxygen reduction reaction. As a function of molar ratio of monomer and oxidizing agent, the physical property and the catalytic activity are observed by various electrochemical characterizations and physico-chemical techniques. The research can help the commercialization of anion exchange membrane fuel cells since the conductive polymer is widely used for the synthesis of non-precious metal catalysts, provided the optimal condition for the polyaniline synthesis in the electrochemical application.

양이온 교환막 연료 전지는 값비싼 귀금속을 촉매로 사용하여 생산 비용이 높고 내구성의 문제로 인해 음이온 교환막 연료전지가 관심을 받고 있다. 음이온 교환막 연료 전지는 산소 환원 반응의 활성화 에너지가 낮고 산소 환원 촉매로 비백금 촉매의 사용이 가능하여 저렴한 비용으로 운전할 수 있다. 본 연구에서는 전도성 고분자인 폴리아닐린의 단량체와 산화제의 비율에 따라 합성된 촉매의 산소 환원 반응에 대한 활성 변화를 연구하였다. 이를 위해 단량체와 산화제의 몰비를 조절하여 촉매 활성 변화를 관찰하였으며, 다양한 물리화학적 분석법과 전기화학적 분석법을 통해 성능 평가 및 분석하였다. 본 연구 결과는 비귀금속 촉매를 합성할 때 주로 사용되는 전도성 고분자의 합성 시 최적의 조건을 제시하여 활성을 높여 음이온 교환막 연료전지의 상용화에 도움이 될 수 있다.

Keywords: anion exchange membrane fuel cells, polyaniline, oxidizing agent, activity, non-precious metal catalyst.