직접액체 연료전지 : 열역학과 환경문제

전문가 제언

○ 연료전지에서 직접 액체연료를 사용하는 DLFCs(Direct Liquid-feed Fuel Cells)의 관심이 고조되는데 개질과정 없이 액체연료를 직접 사용한다. 이들은 에너지밀도가 충전건전지의 10배가량 높으면서 저장, 수송 및 주유가 용이하고 콤팩트하며 간결한 디자인이 가능하다.

○ DLFCs는 상온 운전 설계와 열관리가 수월하여 수 W에서 수백 W까지 휴대용 전원으로 성장하고 있는데, DLFC의 장애는 부진한 양극 반응속도와 PEM을 통한 양극에서 음극으로 연료의 크로스오버가 일어나는 것이 문제이다. 전자는 양극의 고전압과 후자는 연료와 전력손실 및 음극성능을 저하시킨다. 또한 양극가스 생성물을 제거하는 것과 물을 회수하는 문제가 있다.

○ 메탄올은 좋은 전기화학적 특성 때문에 DMFC(Direct Methanol Fuel Cells)가 많이 연구된다. 이에 대한 장애로는 전극 촉매의 낮은 활성과 메탄올의 크로스오버 및 유독성에 대한 안전 방안이다. 에탄올은 높은 에너지밀도와 비독성 및 용이한 구입으로 장점이 있는데, 전기화학적 반응성과 크로스오버율이 메탄올에 비해서 좋은 점을 갖고 있다.

○ 화학수소화물인 NaBH4는 수용액으로 카트리지를 구성한 시스템으로 안전하게 관리할 수 있으며 Pt 촉매로 저온에서 수소생성반응을 할 수 있어서 유망한 시스템으로 연구하고 있다. 개미산은 최근 많은 관심을 끄는데 메탄올에 비해서 크로스오버율이 낮은데, 단점은 현재 메탄올보다 고가이며 에너지밀도가 낮다는 점이다.

○ DLFCs의 기타 화합물은 2-프로판올, DME 및 EG 등이 있다. 이러한 DLFCs의 개발에는 콤팩트 크기, 핸들링 및 성능과 제조가 등의 문제가 중요하다. 이글은 액체연료의 독성과 건강과 환경에 대한 유해성을 기술하고 있다. 분석자가 보기엔 상기한 시스템구성에서 기술 장애의 해결이 우선이라고 보며, 취급물질의 유해성은 비행기에 탑승할 때 등 관련 보안 장치를 강화하는 기술적 방법이 도입되리라 본다. 하이드라진에 대한 문제는 독성 때문에 많은 연구가 없는 것으로 보이며 다른 옵션의 선택이 현명하리라 판단된다.

저자

Umit B. Demirci

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2007

권(호)

169

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

239~246

분석자

손*목

분석물

• 직접액체 연료전지-열역학과 환경문제.pdf [226,513 byte]

이미지변환중입니다.