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μ-연료전지의 개발과 응용현황

전문가 제언: ○ μ-연료전지는 IEC의 정의에 의하면 60V 및 240W 이하의 직류를 발생하는 연료전지로 분류한다. 최근 휴대용기기 및 수신 가능한 위성/지상파 DMB 방송 서비스의 개시로 휴대기기의 연속 구동 시간의 연장과 이동 전원의 전력 용량의 대폭적 확대가 요구되고 있다.

○ 현재까지 휴대기기용 전력 공급에 있어서는 리튬이온(Li-ion) 배터리가 시장을 지배하고 있었으나 새로운 시장 요구 충족을 위해서는 전력용량의 대폭 확대가 필요한데 이를 구현하기에는 한계성을 노정한 상황이다.

○ Motorola사가 메탄올을 연료로 하여 전력 용량을 10배 이상 높일 가능성을 보인 μ-연료전지 시제품을 2000년에 최초로 발표했으며 이를 계기로 μ-연료전지에 관한 세계적인 개발 경쟁이 촉발되었다. 이 글은 5W미만의 μ-연료전지에 대하여 기술하고 있는데, 기존의 배터리와의 경쟁은 이러한 소형의 μ-연료전지의 개발이 경쟁력을 갖기 때문이다.

○ μ-RHFC는 리포머가 일반적으로 메탄올과 NaBH₄가 고온과 저온용으로 각각 공급된다. 해결해야 할 문제는 BOP에 30%를 차지하는 디바이스에 상당량의 에너지가 소요되고 효율을 떨어뜨리며 수소 생산개시 시간이 지연되기도 한다. 마이크로팩 리엑터는 촉매에 의한 메탄올의 전환량과 크로스오버 및 CO의 부생저감과 생성 부산물의 원활한 배출이다.

○ DMFC설계에서 또 하나 중요한 이슈는 유체장의 설계인데, CO₂는 양극에서 생성되어 CO₂와 수소혼합물이 DMFC가 저산소 유량 하에서 분출된다. 따라서 메탄올 유체의 특성은 질량이동속도가 중요하다.

○ 수소공급 μ-연료전지는 순수 수소의 저장기술이 관건으로 연료전지 자동차용의 PEMFC의 개발도 온보드 수소저장기술의 개발이 극복해야 할 주요장벽이다. 개미산 연료전지 DFAFC는 어떤 면은 DMFC보다 우수성을 보이고 있으므로 앞으로 더 좋은 성과를 기대한다.

저자: Arunabha Kundu, J.H. Jang, J.H. Gil, C.R. Jung, H.R. Lee, S.-H. Kim, B. Ku, Y.S. O
자료유형: 학술정보