직접 디메틸에테르 연료전지(DDMEFC)의 개발동향

전문가 제언

○ 메탄올과 그 유도체인 디메틸에테르(DME)는 서로 관계가 깊은 연료로 이들의 성상을 먼저 살펴본다. 메탄올과 DME는 내연엔진(ICE)과 직접 메탄올연료전지(DMFC)에 사용하는 우수한 연료이다. 메탄올은 에너지의 이용, 수송 및 저장의 대체 수단으로 사용되며 에틸렌과 프로필렌과 같은 저급 올레핀과 다양한 탄화수소를 제조하는 출발물질로도 사용된다.

○ DME는 알루미나 혹은 γ-Al2O3와 같은 촉매에서 메탄올 두 분자의 탈수로 DME가 용이하게 생성된다. 이 방법은 일본, 한국 및 중국과 같은 나라에서 중요한 공업과정으로 매년 4백만 톤의 DME를 생산한다. 필요한 메탄올은 천연가스 혹은 석탄으로부터 얻어진 합성가스에서 얻어진다. 메탄올합성과 탈수를 결합하면 한 단계로 합성가스로부터 직접 DME를 합성할 수 있다.

○ 화석연료에 의한 환경과 자원적 제한으로 그 사용을 점점 줄여가는 경향에서 대체연료를 연구하는 것 중에 DME는 또한 새로운 매력으로 개발응용 가능성을 높여가고 있다. DME는 에테르의 기본물질로 분자 내에 수소를 상대적으로 많이 가지고 있다. 그런 가운데 연료전지에 이용하려는 노력은 수송과 저장 및 독성 등의 문제에서 수소나 메탄올보다 더 안전하고 편리한 이점이 있기 때문이다.

○ 직접 디메틸에테르연료전지(DDMEFC)는 DMFC에 비하여 분자 내 C-C결합이 없는 가장 간단한 에테르로 CO2로의 완전산화에 가장 낮은 키네틱 에너지를 갖는다. 또한 연료전지 운전에서 연료가 전해질막을 투과하여 캐소드로 크로스오버하는 것은 심각한 문제인데 DDMEFC는 이런 경향이 낮은 등 상당한 매력을 갖고 있다.

○ 그러나 전류밀도가 낮고 CO의 생성에 의한 Pt촉매를 현상보다는 더 진전시켜야 하는 등 개발여지를 많이 가지고 있다. 이글은 국내 삼성 SDI의 곽찬 박사에 의하여 집필된 것으로 연구개발 가능성을 열어놓고 있다. DME에 관한 연구는 일본이 적극 나서고 있고, 국내에서 가스공사에서도 연구를 가동하고 있다.

저자

Alexey Serov, Chan Kwak

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2009

권(호)

91

잡지명

Applied Catalysis B

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

1~10

분석자

손*목

분석물

• 직접 디메틸에테르 연료전지(DDMEFC)의 개발동향.pdf [488,632 byte]

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