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바이오매스 유도 연료 소형 연료전지의 개발

전문가 제언: ○ 우리나라의 연료전지 연구는 1980년대 중반부터 대학 및 연구소에서 발전용으로 인산형 연료전지를 개발하면서 시작되었다. 지금은 고체분자형 연료전지, 직접 메탄올 연료전지에 이르기까지 광범위한 연구가 추진되고 있다. 용도 면에서는 발전용, 자동차용, 이동형으로 전개되고 있으나, 실용화 단계에서는 가격 및 효율 측면에서 개선해야 될 점이 많이 남아있다. 특히 개질기 없이 부하변동에 대한 응답이 빠르면서 조밀한 마이크로 연료전지가 요구되고 있어, 전극 상에서 직접 산화시켜 발전하는 직접 메탄올 전지를 만들고자 노력하고 있다.

○ 인체에 부착하여 사용하는 기기로 휴대형 전자기기나 손목시계형 전화기, 안경형 컴퓨터 등이 실용화 단계로 접어들고 있으면서 바이오센서처럼 인체장기에 직접 투입되는 기기도 등장될 수 있다. 앞으로 본격적인 전자정보화 사회가 오게 되면, 투입되는 기기의 구동원인 전원도 이와 병행하여 개발되어야 한다.

○ 여기서는 바이오매스-유도 연료(예: 에탄올, 당류, 아스코르빈산)의 전극산화반응에 대해 고활성 촉매를 찾아내는 방법으로 8채널형 3극식 셀을 사용하여 한꺼번에 8전극의 특성을 평가하는 실험을 수행하였다. 이 방법에서는 작용극 반응에 영향을 주지 않는 점이 특징이라 할 수 있다.

○ 직접 메탄올 연료전지에서 메탄올 연료는 전해질 Nafion 막을 투과하기 쉬우므로 메탄올에 의해 음극 전위가 내려가면서 셀 전압 저하를 일으킨다. 아스코르빈산 연료를 사용하는 경우에는 어떠한 막 두께에서도 교차 전류 값이 메탄올에 비하여 1/100 정도로 적기 때문에 발전성능을 저하시키지 않는다. 다양한 바이오매스-유도 연료(예: 당류, 에탄올, 아스코로빈산 등) 연구와 병행하면서, 이러한 연료를 사용하는 직접 연료전지의 고성능화를 위하여 해당 연료에 알맞은 전해질 재료 개발도 앞으로 추진할 필요가 있다.

저자: AIST
자료유형: 학술정보