고분자 전해질 연료전지

소개

깔끔한 정리, 풍부한 내용

목차

Ⅰ. 서론 1
1. 고분자 연료전지의 역사 1
2. 고분자 전해질 형 연료전지의 작동원리 2
3. 고분자 연료전지의 성능변수 3
(1) 분극현상 3
(2) 플러딩 현상 3
(3) 고분자 연료전지의 활성화 4
(4) 슈퍼캐패시터 하이브리드 5

Ⅱ. 본론 5
1. 고분자 전해질 연료전지의 활성화 방안 5
(1) 분극현상에 의한 연료전지의 효율분석 5
(2) 플러딩 발생의 제거 요인 분석 6
(3) 연료전지 활성화 요인 9
(3)-1 일정전압에서의 활성화 9
(3)-2 운전 온도에 따른 활성화 10
(4) 하이브리드의 운전 전략 11
2. 연료전지의 상용화 정도 14
(1) 고분자 연료전지 기술의 응용 14
(2) 자동차용 연료전지 14

Ⅲ. 결론 15
1. 고분자 연료전지의 활성화 방안 15
(1) 분극현상 15
(2) 플러딩현상 15
(3) 연료전지의 운전전략 15
2. 국내 연료전지 산업 기술 동향 및 전망 15

Ⅳ. 참고 문헌 17

Ⅴ. 부록 18

본문내용

Ⅰ. 서론

1. 고분자 연료전지의 역사
고분자 연료전지 기술은 Thomas Grubb와 Leonard Niedrach의 연구에 의해 1960년대 초 General Electric에서 발명되었다. GE는 해군 군 함대(전자 분 함대)와 육군 통신대가 공동으로 계획한 프로그램용으로 1960년대 중반에 소형 연료전지 개발의 첫 성공을 발표했다. 그 장치는 물과 수소화물의 혼합에 의해 발생된 수소에 의해서 연료가 공급되었다. 이 연료 혼합물은 전장에서 군인들에게 쉽게 공급될 수 있는 일회용 캐니스터에 들어있었다. 전지는 소형이면서 간편했지만 백급 촉매는 값이 비쌌다.


Fig. 1. 1965년 Gemini 7호 우주선에 장착된 고분자 연료전지

고분자 연료전지 기술은 NASA의 Gemini 프로젝트의 일부\분으로 제공되었다. 2차 전지들은 초기의 Mercury 프로젝트에서 우주선 동력으로 제공되었지만 달 비행은 더 긴 지속시간을 가진 동력원을 필요로 하는 Apollo 프로젝트를 위해서 계획되었다. Gemini의 주용 목적은 Apollo를 위한 장비와 절차를 테스트하는 것이었다. GE의 고분자 연료전지가 선택되었지만 PB2 연료전지는 내부전지 오염과 막을 통과하는 산소의 누출 등을 포함하는 반복되는 기술적 문제들에 직면하게 되었다. 따라서 Gemini 1호부터 4호까지는 2차 전지로 비행했다. GE는 새로운 모델인 P3 고분자 연료전지를 재설계 했으며, 그것은 Gemini 5호에서 오작동과 뒤떨어진 성능에도 불구하고 남아있는 Gemini를 위해 적절히 제공되었다. 그러나 Apollo 프로젝트 계획자들은 10년 후 우주왕복서 설계자들이 한 것처럼 모선과 달 착륙선을 위해 알칼리 연료전지를 사용하기로 결정했다. GE는 고분자전지에 관한 연구를 계속했고, 1970년 대 중반에 US Navy Oxygen Generating Plant에서 지내는 해상 생활 유지를 위해 고분자 물 전기분해 기술을 개발했다. 영국 왕립해군은 해저 함대를 위해 1980년대 초기에 이 기술을 채택했으며, 따 다른 집단들도 고분자 연료전지를 주시하기 시작했다. 1980년대 후반과 1990년대 초반에 Los Alamos National Lab와 Texas A&M University는 고분자 연료전지를 위해 필요로 한 백금의 양을 감소시키는 방법을 실험했다.

2. 고분자 전해질 형 연료전지(PEMFC) 작동원리
고분자 전해질 형 연료전지는 이온전도성 고분자막으로 된 고분자 전해질 막(MEA)과 그 양쪽에 다공성 가스 확산 적극이 설치되어 있는 구조로 이루어져 있으며 전극의 지지를 위해 탄소종이가 사용된다. 탄소판 또는 유로 판은 가스나 공기가 흐르는 통로를 제공하면 전도성물질로서 전해질과 전극을 지지해주는 역할을 한다. 이와 같은 구조의 각 단위 전지를 분리 판으로 하여 서로 연결 결합시킴으로써 스택이 이루어진다.

참고자료

· 1. TA Study on the Performance and the Efficiency in Polymer Electrolyte membrane Fuel Cell.
· 2. Effect of Main Operating Conditions on Cathode Flooding Characteristics in a PEM Unit Fuel Cell.
· 3. Study of Operation Strategy for Hybrid PEM Fuel Cell and Supercapacitor.
· 4. Activation of polymer electrolyte membrane fuel cells.
· 5. 한국에너지기술연구원 고분자연료전지연구단(설비저널 제 34권 제 11호 2005년 11월호)