| 초록 |
고분자 전해질형 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC)는 양이온 교환막을 전해질로 사용하는 전지로서 고온 연료전지가 정치형 발전장치(stationary power generator) 인데 반하여 PEMFC는 전기자동차의 동력원과 같은 이동형 발전장치(mobile power)의 일종으로 현재 전세계적으로 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 초기 고분자막은 이온 전달 경로의 제공을 위해 막과 촉매층의 접촉에 강산을 사용하였으나 막 제조 기술의 개발로 막 자체로 이온전달이 가능하게 되었다. 현재 상용화된 고분자막으로 fully-fluorinated polymer가 있는데 이것은 초기 고분자막의 oxidative-degradation이나 thermal creep의 문제점을 해결한 것으로 Du pont사의 Nafion이 있다. Nafion의 equivalent 지수는 1000∼1200으로 전해질로서 우수할 뿐만 아니라 tensile strength(2500 psi), elongation(150 %), burst strength (150 psi)와 같은 기계적 특성도 전지의 구성재료로서 적합하다. 또한 수소와 산소의 permeability가 각각 5.6×10-4 및 3.0×10-4 cm3-cm/cm2h-atm으로서 분리막의 기능으로 충분하다. 그외에 Dow Chemical사의 XUS 13204.10, Asahi Chemical사의 Aciplex, Asahi Glass사의 Flemion, Gore-Tex Japan사의 Gore-Select, 등이 개발되었다. 이들 membrane의 equivalent 지수는 900∼1100이고 두께는 50∼200 μm이나 Gore-Select의 경우 두께가 12∼20 μm로 매우 얇은 것이 특징이다. 일부는 Nafion에 비해 전기전도도 및 성능에서 우수한 것으로 알려져 있다. PEMFC는 다른 연료전지와 달리 고분자막을 전해질로 사용하므로 부식문제가 해결된다. 전해질의 보충을 위한 공정이 불필요하고 gas permeability가 매우 작으므로 연료와 공기의 공급압력에 차이를 주어 전지의 성능을 향상시킬 수 있다. 또한 저온운전( |
