| 초록 |
직접 메탄올 연료전지는 수소 대신 액상의 메탄올을 개질기와 같은 부가장치 없이 직접적으로 사용하는 전기 에너지 전환장치로서, 많은 연구소와 기업들은 휴대용전원으로의 상용화를 위한 연구를 진행하고 있으며, 고가의 제조단가와 장기운전 성능 등이 현재 상용화를 위해 극복되어야 할 문제점이 되고 있다. 본 연구에서는 직접메탄올 연료전지의 장기운전 시 성능저하 현상이 일어나는 메카니즘을 규명하고자 하였다. 장기운전 시 발생되는 문제점은 메탄올 투과에 의한 캐소드 촉매의 피독, 운전 후 촉매입자의 소결현상에 의한 활성화면적의 감소, 애노드로부터 캐소드로 루테늄 (ruthenium, Ru)이 투과되는 현상이 성능 감소원인으로 알려져 있다. 본 실험에서는 메탄올의 농도를 변화시켜 일정한 전류에서 DMFC의 장기운전을 통해 성능저하 현상을 살펴보았으며, impedance와 CV의 분석으로 메탄올 투과현상이 장기운전에 미치는 영향을 살펴보았다. SEM, XRD, EDX 등의 분석을 통하여 장기운전 후의 MEA 및 촉매층의 변화를 확인하였다. 장기운전을 통해 단위전지의 impedance 가 증가하였고, 반응 활성면적이 감소하는 것을 관찰하였다. 또한 메탄올의 농도가 높을수록 성능저하 속도가 빠른 것을 확인할 수 있었다. |
