전해질 막이 없는 초소형의 연료전지 성능과 물질 전달

전문가 제언

○ 연료전지가 소형화되면서 물질전달 효율의 향상과 전기저항 손실이 없는 전력밀도의 성능향상이 요구되고 있다. 이에 최근 전해질 막이 없는 초소형 연료전지(MMFC)는 유체 채널과 전극이 하나로 설계되고 있다. MMFC는 전력 공급원으로 전해질 막을 필요로 하지 않는 전지이다. 연료전지의 핵심적 성능지표는 단위면적당 출력과 내구성이다.

 

○ 2006년 11월 포항공대 기계공학과 강관형 교수는 한국기계학회에서 "전해질막이 없는 마이크로 연료전지에 대한 연구 현황"을 발표, 게재하였다. 이 논문은 1kW 이상을 요구하는 소형 전자제품에 적용하기 위한 연구이다. 2009년 12월, 한양대 윤준용 교수는 “전해질막이 없는 연료전지의 연료 이용률 향상을 위한 수치적 연구”에 관한 논문이 한국유체 기계학회에 게재하였다. 2012년 한국과학기술연구원에서는 “혼합 및 고갈 영역 감소를 위한 전해질막이 없는 초소형 연료전지의 기하학적인 설계”에 관한 논문을 발표하였다.

○ 2009년 4월 Dewen과 윤상열 등은 “전해질막 없는 마이크로 연료 전지(MAMBRANELESS MICRO FUEL CELL)” 특허(10-0893926-0000)를 국내에 등록하였다. 이 특허는 양극 채널과 음극 채널을 따라 낮은 레이놀즈 수를 가지고 흐르는 유체가 미세 연결 통로를 통해 이들의 경계면을 이루어 확산에 의해서만 혼합이 이루어지도록 구성함으로 전극 표면에서의 반응물이 고갈되는 것을 방지하고, 연료 전지의 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 내용이다. 다공질 재료의 개발과 반응물질의 확산과 대류 특성을 향상시킬 수 있는 저가의 재료개발이 필요하다.

○ 2013년 말레이시아 Kebangsaan대학의 Kamarudin과 Masadar는 “분리막이 없는 초소형 연료전지”의 동향에 관한 논문을 국제 수소에너지 학회에 발표하였다. 2007년 중국의 Chen F 등은 분리막이 없는 초소형 연료전지 연구결과를 Electrochim Acta 학회지에 게재하였다. 2005년 Bazylak와 Sinton도 “초소형 유동 연료전지의 효과적인 활용”에 관한 연구를 수행한 것으로 나타났다. 분리막이 없는 소형의 연료전지 제조기술은 태양전지, 리튬 2차전지의 에너지 신소재로도 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

저자

M.N. Nasharudin, et al,

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

재료

연도

2014

권(호)

39()

잡지명

International Journal of Hydrogen Energy

과학기술
표준분류

재료

페이지

1039~1055

분석자

김*상

분석물

• 전해질 막이 없는 초소형의 연료전지 성능과 물질 전달.pdf [355,218 byte]

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