양성자 교환막 수전해: 전극 및 물질전달 최적화

양성자 교환막 수전해(PEMWE)는 재생 가능한 수소 생산을 위한 유망 기술이지만, 장기 안정성을 갖춘 산성 산소 발생 반응(OER) 촉매와 부식 방지형 막 전극 접합체(MEA)의 필요성으로 인해 상업화에 어려움을 겪고 있습니다. 본 총설은 산성 OER의 비활성화 메커니즘과 촉매 열화, MEA 삼상 계면에서의 동적 거동, 장비 고장 등 복잡한 반응 환경에서 조립체 불안정성에 영향을 미치는 핵심 요인들을 심층적으로 분석합니다. 이를 바탕으로 촉매 개선, 최적화된 MEA 설계, 그리고 운영 전략을 포함한 맞춤형 해결책을 제시합니다. 특히, 촉매와 MEA, 활성 및 안정성 간의 상호 관계를 강조하며, 엄격한 활성/안정성 평가 기준, 현장/작동 중 특성 분석, 실제 전해조 최적화에 대한 관점을 제시합니다. 이러한 통찰은 PEMWE 촉매 및 시스템의 상업화를 가속화하기 위한 새로운 지침을 제공합니다.