전해조 잉크 이오노머 흡착 제어
양성자 교환막 수전해조(PEMWE) 양극 촉매층의 이오노머/촉매 계면은 다종 물질 수송 및 반응 속도에 결정적인 영향을 미치며, 잉크 형성 과정에서 이오노머가 촉매 입자에 흡착되면서 시작됩니다. 이 잉크는 이리듐 산화물(IrOx) 촉매와 PFSA 이오노머를 물-알코올 혼합 용매에 분산시켜 제조됩니다. 이오노머 흡착을 제어하는 잉크 조성의 중요성에도 불구하고, 산업적으로 중요한 농축 잉크를 포함한 체계적인 연구는 부족했습니다. 본 연구에서는 열중량 분석을 활용하여 IrOx 농도, 이오노머-촉매(I:C) 비율, 용매 조성 변화가 PFSA 흡착에 미치는 영향을 체계적으로 조사했습니다. PFSA 흡착은 IrOx 농도와 무관하게 자유 이오노머 농도와 용매 종류에 의해 결정됨을 확인했습니다. 또한, I:C 비율은 흡착을 설명하는 데 부적절하며, 자유 이오노머 중량 퍼센트가 단일 등온선으로 흡착 데이터를 설명하는 더 유의미한 지표임을 밝혔습니다. 물-풍부 용매에서는 정전기적 반발이 흡착을 주로 제한하는 반면, 알코올-풍부 용매에서는 용매화력과 표면 피복 효과가 지배적입니다. 추가적으로 잉크 안정성(침강, X선 산란) 및 단일 셀 성능을 평가했습니다. 이러한 결과는 고표면적 탄소를 포함한 PFSA 기반 촉매 잉크 전반에 적용 가능하며, 다양한 증착 방법에 대한 잉크 조성 최적화에 실질적인 함의를 제공합니다.