셀 전압 @ 2 A/cm²
측정 · 본문 §3.5
1.895V
낮을수록 같은 수소량에 전기를 덜 씁니다.
전문 페이지 1 / ZOOM IN
티타늄 판을 확대하면,
안쪽 구조가 보입니다.
03에서 본 노란 티타늄 층(PTL)은 촉매층과 유로판 사이에 끼우는 다공성 판입니다. 이 판은 물을 촉매층으로 보내고, 생긴 산소 기포를 밖으로 빼내고, 촉매층과 넓게 닿아 전기를 통하게 해야 합니다. 세 일은 서로 당깁니다. 기공을 작게 하면 접촉은 좋아지지만 기포가 빠지기 어렵고, 크게 하면 그 반대입니다.
이 페이지가 보여 주는 것
한 연구(Park 외, 2025)가 같은 셀 시험 조건과 같은 명목 두께 260 µm로 비교한 세 PTL 시료의 결과. 판을 바꿔 끼우면 무엇이 달라지는지.
보여 주지 않는 것
TOPTITECH 제품의 성능(공급사 자료에 셀 시험값이 없음). 층수 하나만의 효과(세 시료는 기공 구조·표면 특성도 함께 다름).
01 / ZOOM
03에서 본 그 셀입니다. 노란 층을 확대해 보세요.
03의 개념도 · 노란 층 = 티타늄 PTL
O₂ 산소 출구 ↑
H₂ 수소 출구 ↑
물 H₂O ↓
물·산소 유로
＋ 전극 →
＋ 전극 →
Ti
막H⁺ →
수소 쪽 유로
← − 전극
← − 전극
＋ 직류 전원 −
노랑 · 티타늄 PTL붉은색 · 촉매층파랑 · 고분자 막
노란 층이 티타늄 PTL입니다. 버튼을 누르면 이 층의 안쪽으로 들어갑니다.
02 / SWAP
같은 셀에 다른 판을 끼우면.
논문 시료 고르기 — 장착할 PTL
모형 · 기포 속도·크기·개수는 측정값 아님
실제 티타늄 제품은 이렇게 생겼습니다 TOPTITECH 제공 사진
분말 소결판한 가지 구조 · 제품 지도 01
섬유 펠트한 가지 구조 · 제품 지도 02
다공판 + 메시 복합두 구조를 겹침 · 제품 지도 03
펠트 + 메시 복합두 구조를 겹침 · 제품 지도 10왼쪽 둘은 한 가지 구조로 된 판이고, 오른쪽 둘은 두 구조를 겹쳐 소결한 복합판입니다. "촉매 쪽은 미세하게, 바깥은 크게"라는 생각은 논문의 3층 시료와 같지만, 공정과 구조가 다르고 이 제품들의 셀 시험값은 없습니다(UNKNOWN). 사진을 누르면 제품 지도의 공급사 기재값으로 갑니다.
03 / NUMBERS
판을 바꾸면 이 숫자가 바뀝니다.
Park 외 2025 · 같은 셀 · 명목 두께 260 µm · 80 ℃ · Nafion 115 · IrO₂ 0.5 mg/cm² · Pt/C 0.5 mg/cm² · 활성면적 5 cm²
지금 장착: 단층 PTL
접촉저항 @ 150 N/cm²
측정 · 별도 지그 시험 · Fig. 4d
14.5mΩ·cm²
14.5 (본문) / 14.2 (그림 인셋)
셀 밖에서 따로 잰 값입니다. 셀 전압과 계산으로 연결하지 않습니다.
층 구조
측정 · Table S1
단층 260 µm · 37.0 %
| 시료 | 제조 | 두께 | 기공률 | 2 A/cm² 셀 전압 | 접촉저항 @ 150 N/cm² |
|---|---|---|---|---|---|
| 3층 PTL | 티타늄 분말 테이프캐스팅(연구팀 제작) | 25.3 + 50.3 + 185.2 µm | 29.4 / 37.4 / 74.7 % | 1.805 V | 4.06 mΩ·cm² |
| 단층 PTL | 티타늄 분말 테이프캐스팅(연구팀 제작) | 260 µm | 37.0 % | 1.895 V | 14.5 (본문) / 14.2 (그림 인셋) mΩ·cm² |
| 상용 PTL (Mott, 소결 분말) | Mott 소결 Ti 분말 | 260 µm | 미기재 | 1.931 V | 미측정 |
Park, S.H. 외, "Triple-Layer Porous Transport Layers with Ultra-High Porosity for Enhanced Oxygen Transport and Catalyst Utilization in Water Electrolysis", Nano-Micro Lett. 17:316 (2025), DOI ↗ · CC BY 4.0 ↗ · 그림은 잘라 축소함.
04 / CONDITIONS
시험 조건 전체와 확인하지 못한 것
- 막 Nafion 115
- 산소극 촉매 IrO₂ 0.5 mg/cm²
- 수소극 촉매 Pt/C 0.5 mg/cm², 탄소지
- 활성면적 5 cm²
- 체결 토크 12.4 N·m
- 80 ℃, 물 15 mL/min
- PTL 표면 Pt 코팅: 본문 §2.1에 언급. 세 시료에 같은 조건으로 적용됐는지는 확인 못함(UNKNOWN)
- 상용 PTL의 등급·모델명: 본문에 없음(UNKNOWN)
- 접촉저항 시험 150 N/cm²와 셀 체결 토크 12.4 N·m의 환산 관계: 논문에 없음
05 / NOT ALWAYS
다층이 항상 좋을까요?
다른 연구(Ernst 외, 2024)의 해당 조건에서는, Ir 담지량이 높은 두꺼운 촉매층에 같은 HFR 보정 전압 개선이 관찰되지 않았습니다. 낮은 담지량(약 0.2 mg/cm²)에서는 6 A/cm²에서 약 24 mV 개선이 보고됐습니다. 두 논문의 전압을 한 그래프에 합치지 않습니다.
같은 Park 연구에서 중간층 없이 미세층과 초고기공 지지층만 붙인 2층 시료는 열처리 뒤 벗겨졌습니다(Fig. S4). 이 연구의 조합에서 관찰된 사례이며 모든 2층 구조의 일반적 실패는 아닙니다. 판·펠트에 메시를 겹친 복합품에서도 층 사이 결합은 따로 확인할 항목입니다. 공급사 자료에는 결합 방식이 없습니다(UNKNOWN).
3층 시료의 350시간 운전(2 A/cm², 15.1 µV/h)은 그 시험의 결과입니다. 장기 수명 보증이나 다른 시료와의 수명 우열을 뜻하지 않습니다.
06 / PRODUCTS
이 결과는 어떤 제품의 성능도 아닙니다.
논문의 3층 시료는 연구팀이 티타늄 분말을 테이프캐스팅해 만든 것입니다. TOPTITECH의 복합품은 두 종류입니다. 제품 지도 03은 티타늄 메시 위에 분말을 소결한 다공판·메시 복합이고, 제품 지도 10은 섬유 펠트와 메시를 겹친 펠트·메시 복합입니다. 둘 다 논문 시료와 공정·구조가 다릅니다. "촉매 쪽은 미세하게, 바깥은 크게"라는 생각은 같지만, 그 제품들의 셀 시험값은 공급사 자료에 없습니다(UNKNOWN).
제품 지도에서 복합품 보기제품 지도 10 펠트·메시 복합제품 지도 04 유로판(바이폴라 플레이트 옵션)부스 배너 03 · 복합 구조 페이지공부 페이지 03으로
아직 조사 중인 것
자료가 모이면 채웁니다. 지금은 없는 재료입니다.
- 티타늄 PTL과 니켈 수송층의 쓰임 차이(PEM vs AEM, R12 · 이슈 #38)
- 복합품의 층 결합 방식(공급사 질문)