| 학회 | 한국화학공학회 |
| 학술대회 | 2002년 봄 (04/26 ~ 04/27, 강원대학교) |
| 권호 | 8권 1호, p.1713 |
| 발표분야 | 에너지/환경 |
| 제목 | 직접 메탄올 연료전지용 Zeolite 합성 막 제조 |
| 초록 | 최근에 이동전원용이나 소형전원용으로 이용 가능한 직접 메탄올 연료전지의 개발 및 연구가 점차 증대되고 있다. 그러나 DMFC 단위전지 운전시 여러 가지 요인들로 인하여 성능 저하를 초래하고 있다. anode에서 촉매의 피독에 의해 생기는 높은 과전압, 전지에서 전극 반응속도의 저하, 연료전지의 내부저항으로부터 유도되는 저항손실 등이 있지만, 가장 주된 이유는 메탄올 연료가 고분자 전해질막을 수화된 상태로 쉽게 anode에서 cathode로 이동하는 메탄올 crossover 현상 때문이다. 이런한 현상은 cathode 쪽의 성능을 감소시켜 연료전지 전체 성능을 감소시키는 주원인이 된다. 따라서 많은 연구자들이 이의 방지를 위 하여 새로운 고분자막의 제조, 고분자 전해질 막의 개질 등의 연구를 진행중에 있다. 메탄 올 연료전지에서 주로 사용되는 Nafion 막과 같은 Flourinated membrane은 화학적 안정성 과 이온 전도성이 좋지만 메탄올 투과도가 높은 단점이 있다. 이러한 methanol crossover 는 단위전지 운전 중에 35%의 효율을 감소시킨다고 보고되고 있다. 메탄올 투과도를 낮 추기 위해서는 (SiO2, TiO2, ZrO2)등과 같은 무기물질을 막내에 직접 분포시키는 방법 등 이 있다. 본 연구에서는 Nafion 막내에 Zeolite를 첨가시켜 메탄올 crossover를 방지하여 성 능을 향상시키고자 하였다. Zeolite는 높은 선택도를 가지고 투과계수가 우수하며, 기계적, 열 적, 화학적으로 안정성이 있는 물질이다. Zeolite는 pore size가 분자의 차원과 거의 동등함으로 높은 선택도를 가지고 있다. 특히, 다 양한 산촉매 반응에서 높은 활성과 선택성을 보이며 반응물이나 생성물의 형태 및 크기가 Zeolite와 비슷할 때에는 형상 선택적 촉매작용을 나타낸다. Zeolite Y, Zeolite BETA, Mordenite 등의 다양한 Zeolite의 종류 중에서 ZSM-5는 silica의 함률이 높아 Pentasil Zeolite라고도 불리우며, 독특한 세공구조에 기인하는 형상 선택적 촉매 기능이 우수하다. 또한, 최근에 Microporous Zeolite 막은 새로운 분야로 각광받고 있다. 이러한 높은 선택도 는 수화된 상태로 들어오는 연료를 막내에 유지시켜 연료의 crossover를 방지함으로써 성능 향상을 기대할 수 있게 해준다. 또한, Si/Al의 비율과 이온 교환능력은 분리성분에 영향을 준다. 본 실험에서는 Si/Al 비율이 10인 Zeolite를 사용하였다. |
| 저자 | 최우진, 김도영, 이태희 |
| 소속 | 연세대 |
| 키워드 | DMFC; Zeolite |
| 원문파일 | 초록 보기 |
