연료전지(Fuel Cell)

전문가 제언

□ “연료전지 (Fuel Cell)”에서는 연료전지 중에서 자동차용이나 휴대용으로 활용할 수 있는 고체고분자형 연료전지 (Polymer Electrolyte Fuel Cell)에 관하여 기술하였다. 연료전지는 전지본체의 기술적 구성은 물론이고 세퍼레이터의 개발이나, 수소저장기술, 개질기의 고성능화 등 광범한 연구가 필요하다.

□ PEFC의 심장부는 막-전극접합체인 MEA(Membrane Electrode Assembly)인데, H+를 수송하는 고체고분자 전해질 막의 양측에 Pt촉매를 담지한 카본블랙이 접촉하고 있고, 촉매주위는 고체고분자 전해질이 얇게 도포되어 전해질 막과 접합되어 있다. 전극촉매와 전해질계면에 가스가 공급되어 확산되고 Pt촉매로 공급된다.

□ PEFC의 발전특성은 25℃에서 종래의 내연기관을 초월 하려면 0.85V이상으로 운전되어야 한다. 이를 이행하기위해 각종 내부저항을 삭감할 필요가 있는데 그 원인들은 전극의 계면반응에 기인한 것으로 특히 캐소드 반응저항이 문제되는데, 산화환원반응의 속도가 지연되며, 한편 아노드 저항은 연료 중에 혼입된 CO를 10ppm이하로 낮춰야한다.

□ 또한 전해질 저항은 대전류에 의해 과전압으로 되기 때문에 20㎛이하의 박막화가 필요하여, 기계강도와 크로스오버를 고려해야 하며, 많은 전류밀도를 얻기 위해서는 반응가스를 대량으로 공급해야하는데, 특히 캐소드에서 물이 많이 발생하여 홍수현상이 생기면 산소의 공급을 방해한다.

□ 전극재료의 연구개발 동향은 캐소드가 산성, 산화분위기어서 귀금속인 Pt가 선호된다. 그런데 Pt의 활성을 더욱 강화하고 자원을 고려한 사용량을 줄이기 위해 Pt와 천이 금속의 합금으로 Pt-Cr, Pt-Co 등이 있는데, 금속성분의 용출 등의 문제도 갖고 있다. 이렇듯 연료전지의 연구개발과정은 해결해야 할 문제가 많은데, 전체를 묶어서 하기보다는 강점이 있는 연구그룹이 분리 독립된 기술을 집중 연구하여 합치는 방안이 바람직하다고 본다.

저자

Ken-ichiro OTA ; Yuichi SUZUKI

자료유형

원문언어

일어

기업산업분류

에너지

연도

2003

권(호)

54(12)

잡지명

표면기술 (C135)

과학기술
표준분류

에너지

페이지

921~926

분석자

손*목

분석물

• 연료전지.pdf [177,851 byte]

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