직접 포름산 연료전지용 단일원자 백금 촉매 및 이의 제조방법

Abstract

본 발명은 연료전지용 단일원자 Pt 촉매 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 연료전지용 단일원자 Pt 촉매는 Pt 원자들이 서로 떨어져 있기 때문에 앙상블 사이트 (ensemble site, 원자들이 붙어서 모여있는 곳)가 없기 때문에 기존의 나노입자 촉매들과는 다른 선택도를 갖는다. 본 발명에서는 incipient wetness impregnation 방법을 이용하여 Sb가 도핑된 SnO2 (antimony-doped tin oxide, ATO)위에 백금을 단일원자 형태로 합성하였고, DFT 계산을 통해 백금 원자가 SnSb 또는 ATO (bulk or surface)의 안티모니 원자 자리에 치환된 형태가 열역학적으로 안정하다는 것을 확인하였다. 본 발명의 Pt1/ATO 촉매를 양극으로 사용한 DFAFC완전전지에서 Pt의 양은 기존 촉매의 1/10이지만 상용 Pt/C와 동등한 성능을 나타낸다. 본 발명의 백금 단일원자 촉매는 직접 포름산 연료전지의 에너지 효율을 높여, 직접 포름산 연료전지용 제조 촉매의 생산 단가 또는 직접 포름산 연료전지의 제조 단가를 낮출 수 있다.