알카리H2O2연료전지반응기에 의한 과산화수소의 전기화학적합성용 PANI-AC캐소드

 2022.11.1.

경애하는 김정은동지께서는 다음과 같이 말씀하시였다.

《에네르기와 철강재, 화학제품, 식량문제를 비롯하여 현시기 경제강국건설에서 관건적의의를 가지는 문제들을 과학기술적으로 해결하는데 주되는 힘을 넣어야 합니다.》

알카리H2-O2연료전지반응기에 의한 H2O2의 전기화학적합성은 간단한 생산공정과 전기를 동시생산하는것과 같은 우점이 있어 많은 연구자들의 주목을 끌고있다.

선행연구자료에 의하면 H2O2합성을 위한 알카리연료전지반응기의 기체확산캐소드에서는 비표면적이 큰 활성탄이나 VulcanXC-72이 리용된다. 또한 키논기능단으로 수식되거나 활성탄표면의 산화처리에 의해 페놀기로 수식된 탄소전극들이 H2O2의 전기화학적합성을 위한 알카리연료전지반응기의 캐소드로 리용된다.

우리는 알카리H2-O2연료전지에 의한 H2O2의 전기화학적합성과정에 산소환원반응에 미치는 PANI-AC의 영향을 조사하였다. 결과 2전자산소환원반응에 대하여 활성적인 PANI-AC캐소드를 개발하였다.

과산화수소합성을 위한 알카리연료전지에서 Pt/C전극이 애노드로 리용되였고 폴리아닐린을 활성탄우에서 중합시키고 이어 열처리하여 만든 PANI-AC복합물로 제조한 전극이 캐소드로 리용되였다.

캐소드용 PANI-AC복합물에서 PANI함량은 40%이고 PANI-AC복합물의 열처리는 N2공기속에서 1h동안 723K에서 진행되였다. 애노드액(NaOH와 탈이온수로 이루어진 2mol/L NaOH수용액)흐름속도는 15mL• h-1, 단락회로, 대기압, 298K인 조건에서 연료전지가 동작할 때 H2O2의 농도는 3h후에 1.31mol•L-1최대값에 도달하였다. 이때 전류효률 CE는 57.7%였다.

우의 결과는 잡지《Russian Journal of Electrochemistry》(2021,Vol.57,No.9,pp.978-984)에 《Effect of PANI–AC Composite on Electrochemical Synthesis of Hydrogen Peroxide by Alkaline H2–O2 Fuel Cell Reactor》 (https://doi.org/10.1134/S1023193521090068) 의 제목으로 출판되였다.