연료전지의 나노구조 분리막

전문가 제언

○ 연료전지는 가까운 장래에 전기차 또는 휴대용 전자기기의 적용에 필요한 저­배출 또는 제로­배출의 발전용 디바이스의 원천이 될 것으로 큰 기대를 모우고 있다. 현재 나노기술을 활용한 고품질의 고체 전해질과 연료전지의 소형화에서 상당한 수준까지 개발이 달성되었으나, 연료전지의 분리막 분야에서 특히 나노기술의 활용이 현재 가장 활발하다.

○ Nafion은 고분자전해질 연료전지(PEMFC)에서 가장 폭넓게 사용되는 불소계 고분자 전해질이고 이 전해질을 상용화하는 데는 몇 가지의 애로점이 있다. 고성능의 분리막에 대한 요구는 기계적, 화학적 내구성 및 가격 유효성과 맞물려 불소를 포함하지 않는 이오노머 또는 부분적으로 불소를 포함하는 대체 전해질을 개발하는 노력이 지속되고 있다.

○ 나노 구조는 연료전지 막의 성능을 향상하는 매우 중요한 요소로 인식되고 있으며, 이 글은 다양한 연료전지에서 각각 개발 및 연구된 나노구조의 고분자 복합물 막의 사례와 나노구조에 의한 연료전지의 성능향상을 관련하여 설명하였다. 또한 연료전지 분리막의 분자 수준의 모델링과 시뮬레이션을 사용하여 이론적인 고찰도 함께 소개하고 있다.

○ 연료전지에서 분리막의 수화반응(hydration)은 PEM 양성자의 전도도 특성에 매우 큰 영향을 미친다. 이 글에서 소개된 분자 모델링의 예상대로 습도의 증가는 양성자의 이동을 크게 증가시키기 때문에 이러한 이론적인 모델링 접근을 위해서 분리막의 정확한 물의 이동과 습도 관리의 정확한 평가와 산정(evaluation)이 특히 중요하다.

○ 연료전지 및 2차 전지 분야에 폭넓게 적용되는 고분자 전해질에 대한 연구사례는 특히 미국의 우주선 개발 역사와 맞물려 시작되었고 일본, 독일은 자동차 회사들의 연료전지 개발과 함께 매우 적극적으로 추진되고 있다. 삼성 SDI에서 생산되는 리튬이온 전해질의 성공적인 국내개발 사례처럼 연료전지의 심장과 같은 나노 구조의 고분자 전해질에 대해서도 국내기업들의 적극적인 관심 및 개발이 크게 요망된다.

저자

H.S. Thiam et. al.,

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2011

권(호)

36

잡지명

International Journal of Hydrogen Energy

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

3187~3205

분석자

나*록

분석물

• 연료전지의 나노구조 분리막.pdf [254,216 byte]

이미지변환중입니다.