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메탄올 연료전지용 폴리비닐알코올 막

전문가 제언: ○ 연료전지용 막과 같은 새로운 전해질 막 재료개발에 필요한 것은 이온전도도가 높아야 하며, 이 높은 이온전도도는 DMFC 막에 필수적 이다. 새로운 형태의 PVA 막 디자인에, 최적의 이온전도도를 유지하면서 함수량(water content)을 낮추어야 한다.

○ PVA 복합 막 개발에서, 무기재료가 유기기질에 있어야 하므로 소규모체적에서 최대의 기본기능을 수행될 수 있어야 한다. 그러므로 무기?유기성분의 특성 값을 최적으로 발휘하도록 새로운 보완장치와 보충설비를 개발해야 한다.

○ 고분자 전해질 막인 양자교환 막(PEM, Proton-Exchange Membrane)은 수용성 중합체 혼합물 이용과정을 거쳐야 하므로, 막 제조과정이 환경 친화적이어야 하고 비용 효과적이어야 한다. 유해유기용매사용은 최소화해야 하고, 이동 형이 필요한 때가 많으므로, 규모가 작고 간단한 과정이어야 한다. 또한 가동수명이 길어야 하고 열안정성도 높아야 한다.

○ 나피온 막은 화학적 시스템으로 최상의 전기 음성 환경에서 가동하는 막이므로, 이에 비하여 이온전도도가 월등한 막을 디자인한다는 것은 실제적으로 거의 불가능하다. 이러한 한계성을 인식하여, 나피온 막보다 이온 전도도가 낮지만 이보다 한 가지 이상 월등한 연료전지 막을 설계해야 한다.

○ 막 장치의 음극에서 양극으로 일어나는 연료의 교차 즉 메탄올교차는 DMFC의 성능을 크게 낮추므로, 연료의 교차를 낮추는 막 개발에 주안점을 두어야 한다. 우리 포스코 에너지는 2015년 상반기 포항 영일만 연료전지 산업단지에 연산 70MW의 셀 공장을 준공할 예정이고, 경기 화성시에 60MW급 연료전지 발전단지를 착공할 예정이다. 그러나 연료전지의 막 개발은 각 대학의 실험실 연구 수준까지 와서, 세계적 수준에 그 궤를 같이하고 있다.

저자: Jatindranath Maiti, Nitul Kakati, Seok Hee Lee, Seung Hyun Jee, Balasubramanian Viswanathan
자료유형: 학술정보