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직접메탄올연료전지(DMFC)의 설계 및 제작기술 방향

전문가 제언: ○ DMFC의 내구성과 코스트는 DMFC의 시제품과 시판용에 부정적인 영향을 미치는 핵심 요소이다. 그러나 DMFC의 코스트를 낮추는 일과 DMFC의 수명을 늘리는 일은 부단히 지속되고 있다. 2013년 미국 에너지부(DOE)의 휴대용 장치의 기술적 목표는 DMFC의 수명을 5,000 시간 이상으로 늘리는 것이고, 코스트는 2 W 시스템에 대해서는 300 달러/개 이하로 낮추고, 25~250 W 시스템에 대해서는 3달러/watt 이하로 낮추는 것이다.

○ 휴대용 전자기기에 대한 시장 확대는 전력밀도가 높은 휴대용 전력 시스템에 대한 필요도도 폭증한다는 것을 의미한다. 차후 몇 년 안에 DMFC 기술은 휴대용 전력 시스템의 특성인 높은 에너지 밀도 및 신속한 연료 재공급의 이점으로 인해 휴대용 전력 시스템의 선두주자로 부상할 것으로 예상된다.

○ 현재의 휴대용 전력 시장을 지배하고 있는 충전식 리튬 전지와 경쟁하기 위해서는, 고농도 메탄올 용액을 연료 저장고에 저장하여 이의 높은 에너지 밀도를 이용할 수 있는 것이어야 한다. 그러나 고농도 메탄올 용액을 연료로 하는 DMFC의 기술적 장벽을 극복하기 위해서는 많은 연구와 개발이 뒤따라야 한다.

○ 최근에는 바람직한 DMFC 개발방향이 나타나고 있다. 이는 DMFC-리튬 배터리의 하이브리드 시스템(hybrid system)으로서 DMFC의 고-에너지 밀도와 신속한 연료 재공급 등의 장점을 이용하고, 재빠르게 기동하는 리튬 배터리의 외부 장착식의 장점을 동시에 이용하는 혼성형이다.

○ 현재의 DMFC의 시제품과 시판용은 충전식 배터리보다도 극한적인 환경조건의 군사용 등에서 경쟁력이 훨씬 높다. 그러므로 DMFC에 대한 기초기술 및 기반기술의 연구와 개발이 강화되어야 하고, 내구성의 향상과 가격에 대한 연구도 촉진되어야 한다. 이상과 같은 연구분야에 한국과학자와 한국기업이 많이 참여하고 있지만, 그러한 분야 외에도 2013년1월 울산과학기술원은 연료전지의 핵심부품인 고효율의 비귀금속 전기촉매를 미국 과학자와 공동으로 개발하고 있다.

저자: Xianglin Li, Amir Faghri
자료유형: 학술정보