SNU CBE

Amphiphilic Ti porous transport layer for highly effective PEM unitized regenerative fuel cells

2021 · Science Advances

저자

Ahyoun Lim, Hui‐Yun Jeong, Youngjoon Lim, Jin Young Kim, Jin Young Kim, Hee‐Young Park, Hee‐Young Park, Jong Hyun Jang, 성영은 (Yung‐Eun Sung), Jong Min Kim, Jong Min Kim, Hyun S. Park, Hyun S. Park

연구주제

Fuel Cells and Related Materials · Electrocatalysts for Energy Conversion

NTIS 과학기술표준분류

가장 가까운 분류(에너지/자원 > 신재생에너지 > 수소)가 화학·화공 범위 밖이다. 배정 근거: AI 키워드가 잡은 NTIS 과제의 분류.

AI 연구 키워드·방법

amphiphilic surface 다공성 수송층(PTL) 일체형 재생 연료전지(URFC)

shadow mask patterning

키워드 (OpenAlex)

unitized regenerative fuel cells porous transport layer amphiphilic surfaces shadow mask patterning surface polarity water drainage water supplementation electrolysis

초록

Polymer electrolyte membrane unitized regenerative fuel cells (PEM-URFCs) require bifunctional porous transport layers (PTLs) to play contradictory roles in a single unitized system: hydrophobicity for water drainage in the fuel cell (FC) mode and hydrophilicity for water supplement in the electrolysis cell (EC) mode. Here, we report a high-performance amphiphilic Ti PTL suitable for both FC and EC modes, thanks to alternating hydrophobic and hydrophilic channels. To fabricate the amphiphilic PTL, we used a shadow mask patterning process using ultrathin polydimethylsiloxane (PDMS) brush as a hydrophobic surface modifier, which can change the Ti PTL's surface polarity without decreasing its electrical conductivity. Consequently, performance improved by 4.3 times in FC (@ 0.6 V) and 1.9 times in EC (@ 1.8 V) from amphiphilic PTL. To elucidate reason for performance enhancement, discrete ga…

이 논문을 지원한 국가R&D 과제 (NTIS 성과)

연도과제부처사업수행기관NTIS 분류(1순위)
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교수 1

성영은

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Fuel Cells and Related Materials

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