이 문서가 답하는 것
전극을 받은 뒤 무엇을 하고 무엇을 하지 않아도 되는지, 공개된 성능 수치가 어떤 조건에서 측정된 값인지, 측정값이 데이터시트와 다를 때 무엇부터 확인하는지를 정리했습니다.
HXP-an·HXP-ca 전극과 HXS-0 시험 셀을 쓰는 연구실을 위한 문서입니다. 스택 단품을 자체 BoP에 통합하는 경우는 별도 자료를 요청해 주십시오.
받은 상태 — 하지 않아도 되는 것
- 전극은 출하 전 세척과 건조를 완료한 상태로 공급됩니다. 받으신 뒤 추가 전처리를 하실 필요가 없습니다.
- 조립 방향성은 없습니다. 양면이 동일하므로 어느 면이 막에 닿아도 됩니다.
- 개봉 후에는 건조한 상태로 보관하십시오.
셀 조립
체결값은 하드웨어마다 다릅니다
| 하드웨어 | 값 |
|---|---|
| HXS-0 시험 셀 (당사 공급) | M6 · 5 N·m 2회 → 7 N·m 2회 (교차 패턴) · 전극 단자 M4 · 1.5~2.0 N·m · 프레스 불필요 |
| 고객 자체 셀 | 위 값은 참고치입니다. 가스켓 두께와 재질, 활성면적에 따라 달라집니다 |
대면적 셀은 압축 조건이 달라집니다. 셀 구조와 가스켓 구성을 알려주시면 함께 정합니다. 스택 체결 조건(유압 프레스 압축 후 2단계 볼팅)은 셀에 그대로 적용하지 마십시오.
어느 셀에나 공통
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 가장 흔한 실패 | 가스켓입니다. O-ring은 자리 밖으로 올라오고 MEA 가스켓은 안쪽으로 수축하므로, 결착한 뒤 제자리로 밀어넣어야 합니다 |
| 배치 | 양극이 아래, 음극이 위입니다 (전해액은 양극측을 순환합니다) |
| 절연 | 엔드플레이트에 PTFE 시트를 붙입니다 |
| 유체 접속 | HXS-0 기준 1/4″ double-ferrule |
운전 조건
| 항목 | 값 |
|---|---|
| 전해액 | 0.1 M KOH (탈이온수) |
| 온도 | 50 °C |
| 압력 | 상압 |
| 전해액 유량 | 활성면적 1 cm²당 약 5 mL/min |
승온에는 시간이 걸립니다. 설정값이 아니라 실제 도달 온도를 확인한 뒤 측정을 시작하십시오. 온도나 농도가 낮으면 같은 전극에서도 같은 전류밀도에서 셀전압이 올라갑니다. 상온에서 측정한 값을 데이터시트와 나란히 놓으면 반드시 어긋납니다.
기동 — 별도 활성화 공정은 없습니다
전극을 받아 따로 활성화할 절차는 없습니다. 승온한 뒤 정격 전류로 바로 운전하십시오. 저희도 그렇게 합니다.
| 단계 | 항목 |
|---|---|
| 1 | 조립 후 전해액을 순환시키고 목표 온도까지 승온합니다 |
| 2 | 정격 전류까지 단계적으로 올립니다. 권장이며 필수는 아닙니다 (예: 스택은 0 → 10 → 20 → 30 → 40 → 50 A, 각 2분) |
| 3 | 정격에서 30분 정도 운전해 전압이 안정된 뒤 측정을 시작합니다 |
| 4 | 첫 운전 점검: 포트와 피팅 누설, 전해액 유량 안정, 전류에 따른 전압 상승이 정상인지 |
측정 시퀀스
| 단계 | 테크닉 | 조건 |
|---|---|---|
| T1 | CP · 초기 안정화 | 정격 전류 · 30 min |
| T2 | CP · 전류 안정화 | 0.1 A/cm² · 30 s |
| T3 | LSV | OCV → 1.70~1.75 V · 5 mV/s |
| T4 | Loop | T2로 복귀 · 2회 반복 |
| T5 | CV | 1.0 → 0.4 → 1.8 → 1.0 V · 4 cycles · 50 mV/s |
| T6 | OCV | 30 s |
| T7 | CP | 0.1 A/cm² · 30 s |
| T8 | PEIS | DC bias 1.5 / 1.6 / 1.7 / 1.75 / 1.8 V · 100 kHz → 100 mHz · 진폭 10 mV |
성능이 좋으면 1.8 V에 닿기 전에 장비 전류 한계가 걸립니다. 그때는 상한 전압을 1.70~1.75 V로 낮춰 측정하십시오.
값이 안 나올 때 확인 순서
- 정격 전류에서 30분 이상 안정화한 뒤 측정했는가
- 온도가 실제로 50 °C에 도달했는가 (설정값이 아니라 측정값)
- 전해액 농도가 0.1 M KOH인가
- 체결 토크가 하드웨어 기준값대로 들어갔는가 (HXS-0은 5 N·m 2회 → 7 N·m 2회)
- 가스켓이 자리를 벗어나지 않았는가
- 막과 이오노머 구성이 무엇인가
- 측정 방식(정전류·정전압·스캔 속도)과 활성면적 기준이 무엇인가
이 일곱 가지를 보내주시면 담당 엔지니어가 같은 조건으로 대조해 원인을 함께 찾습니다.
공개 수치가 측정된 조건
| 공개 수치 | 조건 |
|---|---|
| HXP-an Tafel 기울기 98.7 mV/dec | 0.3 M KOH · 상온 · 3-전극 |
| HXS-0 카탈로그 i-V 곡선 | 활성면적 4 cm² · 1 M KOH · 80 °C |
| HXS-2 i-V 곡선 | 0.1 M KOH · 50 °C · 23셀 풀스택 |
| HXS-2 효율 88% (개시) | 0.3 M KOH · 60 °C현재 권장 조건보다 앞선 조건입니다 |
| HXS-2 장기 내구 80.2 µV/h/cell | 0.3 M KOH · 40 °C · 50 A · 23셀 · 2,281시간현재 권장 조건보다 앞선 조건입니다 |
공개 수치는 모두 당사 전극 HXP-an을 사용해 측정한 값입니다. 조건이 서로 다른 수치를 나란히 놓으면 비교가 성립하지 않으므로, 비교하실 때는 어느 조건의 값인지 먼저 확인해 주십시오.
조건을 보내주십시오
측정값이 데이터시트와 크게 다르면 위 일곱 가지를 보내주십시오. 담당 엔지니어가 같은 조건으로 재현해 무엇이 달랐는지 회신합니다.
이 문서의 값은 당사 시험 조건에서 얻은 것입니다. 고객의 셀 구조, 막과 이오노머, 측정 장비가 다르면 같은 값이 재현되지 않을 수 있습니다. 조건을 보내주시면 함께 대조합니다.