연료전지

소개

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목차

Ⅰ. 서론
1-1. DMFC의 반응과 기전력

Ⅱ. 요소 기술개발
2-1. 촉매
2-2. 고분자 분리막

Ⅲ. 기술개발 동향
3-1. 미국 및 유럽 기술 개발 동향
3-2. 일본의 개발 현황
3-3. 국내 개발 현황

Ⅳ. DMFC의 고성능화를 향한 새로운 기술

Ⅴ. 참고문헌

본문내용

1. 서 론
연료전지는 수소 등의 기체를 사용하는 것과 메탄올 등의 액체를 사용하는 것으로 크게 구별된다. 수소등의 기체를 연료로 사용하는 기체연료전지 중에는 고분자 연료전지는 고분자막을 전해질로 사용하는 상온, 상압에서 작동이 가능하며, 전지로서의 특성이 높고 출력 에너지밀도가 큰 특징이 있다. 고분자 연료전지는 전기자동차의 배터리를 대체하는 수송용 동력원을 비롯하여 이동 및 비상용 전원, 현지설치형 전원, 군사용 전원등으로 연구 개발을 활발히 진행하고 있다. 이에비해 물과 혼합된 매탄올 등의 액체를 연료로 사용하는 직접메탄올 연료전지(R&D Status of Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)는 에너지밀도가 기체에 비하여 낮으나 연료의 취급이 용이하고 운전온도가 낮기 때문에 초소형화가 가능하다 이와 같은 장점으로 인하여 극한 상황에 대한 적응성이 뛰어나지 못하고 폐기시 환경공해 물질인 1차 및 2차 전지를 대체하기 위한 최적 동력원으로 DMFC가 주목을 받고 있다. 위의 장점들로 인하여 최근 가장 각광받기 시작하는 직접메탄올 연료전지 발전원리와 개발현황에 대하여 작성한다.
1.1 DMFC의 반응과 기전력
DMFC는 메탄올의 산화방응에서 생성되는 전자수가 6개로 수소를 연료로 사용하는 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell)에서 발생되는 2개의 전자에 비하여 많기 때문에 메탄올 1몰당의 에너지 발생량이 많은 이점이 있다. 그러나 메탄올이 완전히 이산화탄소와 물로 변할 때의 기전력은 1.18V로 PEMFC의 1.2V와 유사하다. 상세하게 DMFC에서 전극반응을 에노드 반응과 케소드 반응으로 구분하여보면 에노드에서의 반응식과 같이 물과 메탄올이 혼합되어 전극촉매에 의해서 1몰의 이산화탄소와 6개의 수소이온과 전자를 발생하고 케소드에서는 다음과 같이 전해질 막을 통하여 이동되어온 6개의 수소이온과 외부회로를 통하여 이동된 6개의 전자가 케소드 전극에서 산소와 반응하여 물이 형성되는 반응이다 전체반응은 메탄올이 산소와 반응하여 1몰의 이산화탄소와 2몰의 물이 생성된다.(Figure 1)
Figure 1. Schematic Diagram of a Fuel Cell
에노드 반응 : CH3OH + H2O CO2 + 6H+ + 6H-
게소드 반응 : 6H+ + 3/2O2 + 6e- 3H20(ℓ)
전체 반응 : CH3OH + 3/2O2 CO2 + 2H20(ℓ)
G = -702.4kj/mol
이때 표준 기적력은 다음과 같다

참고자료

· 없음