| 학회 | 한국화학공학회 |
| 학술대회 | 2022년 봄 (04/20 ~ 04/23, 제주국제컨벤션센터) |
| 권호 | 28권 1호, p.692 |
| 발표분야 | [주제 9] 에너지 전환 |
| 제목 | 생리학적 조건에서 버키페이퍼를 이용한 단일구획 흐름형 과산화수소 연료전지 활용 |
| 초록 | 저농도의 과산화수소 연료를 이용하기 위해, 생체모방 버키페이퍼(Buckypaper, BP) 기반 전극 및 와류를 형성할 수 있는 막이 없는 과산화수소 연료전지(hydrogen peroxide fuel cell, HPFC)를 제조하였다. 막이 없는 흐름형 HPFC에 도입된 BP 전극(BP/PEI/CoPc, BP/PEI/hemin)은 생리학적 조건(pH 7.4)에서 구동할 수 있으며, 기존 방식으로 제조된 전극(CNT/PEI/CoPc, CNT/PEI/hemin)보다 성능이 8.4배 및 9.3배 향상되었다. 여러 전기화학적 측정결과로 BP/PEI/CoPc-BP/PEI/hemin의 조합이 최적일 것이라 예측되었으며, 완전지 측정을 위해 제작된 셀은 전극사이의 좁은 간격을 유지(0.4mm)하고 폴리우레탄 폼을 넣어 와류를 유도하였다. 난류 형성으로 전극사이의 물질전달이 증가하여 동일한 조건에서 와류 형성이 없는 셀보다 성능이 1.75배 증가했다. 결과적으로 제안된 전극과 3D 구조의 와류 유도 셀을 이용하여 과산화수소 10mM에서 OCV는 0.311 V, MPD는 232.02 μW cm−2 로 CNT/PEI/hemin-CNT/PEI/CoPc, BP/hemin-BP/CoPc에 비해 각각 14.1, 10.2배의 성능을 보였다. 제안된 연료전지의 MPD를 전체 부피나 내부 부피로 고려할 때 각각 232.02 W m−3, 2.32 kW m−3 생성될 수 있으며, 기존 태양광으로 생산되는 저농도 과산화수소 연료의 사용 및 효소 바이오 연료전지에서의 사용이 가능함을 보여준다. 본 연구는 2022년 한국교통대학교 지원으로 수행되었음 |
| 저자 | 전시은, 안희연, 정용진 |
| 소속 | 한국교통대 |
| 키워드 | 재료(Materials) |
| 원문파일 | 초록 보기 |
