내 신청현황
종류	모집공고명	진행상태
신청내용이 없습니다.

알림마당

home

연료전지를 위한 실란 기반 나노구조 복합체막의 열안정성 및 수소이온 전도도

전문가 제언: ○ 여러 연료전지 기술 중 고분자 연료전지(PEMFC) 및 직접메탄올 연료전지(DMFC)가 가장 앞서 나가 실용시험이 끝나고 상용화로 진입하고 있다. 여기에는 고분자전해질막(PEM: Polymer Electrolyte Membrane)이 핵심이라고 할 수 있는데 본문에서는 이를 PCM(Proton Conductive Membrane)으로 부르고 있다.

○ 자동차용과 건물 내 거치용 PEMFC에서 효율향상을 위한 120℃급의 고온/저습 작동용 PEM 개발이 추세이고 미국 일본 등에서 개발 로드 맵까지 확정되어 있다. 유럽에서는 인산 첨가 폴리벤즈미다졸(PBI) 기반의 PEM이 2004년 이미 150℃에서 약 4,800시간의 내구성 시현으로 인정받았다. 이 기술은 미국 DOE(에너지부)와의 기술협력 프로그램에 의해 미국 시장도 진출 중이다. 미국의 DOE나 일본은 자국 고유의 인산 누출 염려가 없는 고온용 PEM 개발을 정책적으로 추진하고 있다.

○ DMFC는 PEMFC보다 저온작동이지만 메탄올 크로스오버(MCO) 해결을 위해 무기계의 실리카, ZrP, 몰리브도 인산, 실리카 강화 텅스토인산(PTA-SiO2) 등과 경제적인 탄화수소계 고분자의 사용이 연구되었다. 현재 미국 PolyFuel사의 탄화수소계 막은 수명 4000시간을 달성하여 최고의 실적으로 전세계 주요 DMFC 제조사와 공급관계에 들어갔다.

○ 2002~2003년 Osaka 대학의 K.Tadanaga 교수 등은 에폭시기 함유 실란 GPTMS, 순수 실란계 TMOS의 두 실란과 오르토인산을 졸-겔법으로 합성한 유무기 막 기반의 100℃/저습용 PEM 연구보고를 하였다. 훌륭한 착상이었으나 수소이온 전도도는 낮았다.

○ 본문에서 미국 Tuskegee 대학 교수인 R.N.Jana 등은 더 나아가 에폭시기 함유 두 실란인 GPTMS와 EHTES, 오르토인산 수용액, 나노점토 및 다중벽 탄소나노튜브(MWNT)를 사용한 졸-겔법에 의한 유무기 복합체막 제조 연구를 소개하였다. 이는 C-O-C 결합과 Si-O-Si 결합으로 200℃까지 열안정성을 가지며 기계적 특성도 양호한 고온용 PEM 기술이다. 나노점토 및 나노튜브 함량증가와 함께 수소이온 전도도가 증가하는 것은 막 내 화학흡착수 존재에 기인함이 DSC에 의해 확인되었다.

저자: R.N. Jana, H. Bhunia
자료유형: 학술정보