Evaluation of Cell Components in Direct Formic Acid Fuel Cells

직접 개미산 연료전지의 구성요소 평가에 대한 연구

Recently, the use of formic acid as a fuel for direct liquid fuel cells has emerged as a promising alternative to methanol. In the work presented herein, we evaluated direct formic acid fuel cells(DFAFCs) with various components under operating conditions, for example, the thickness of the proton exchange membrane, concentration of formic acid, gas diffusion layer, and commercial catalyst. The thickness of the proton exchange membrane influenced performance related to the fuel cross-over. To optimize the cell performance, we investigated on the proper concentration of formic acid and catalyst for the formic acid oxidation. Consequently, membrance-electrode assembly(MEA) consisted of $Nafion^{(R)}$-115 and the Pt-Ru black as a anode catalyst showed the maximum performance. This performance was superior to the DMFCs' one.

최근 직접 액체 연료전지의 연료로써의 개미산은 메탄올의 대안으로 부상하고 있다. 본 논문에서는 직접 개미산 연료전지(DFAFCs, Direct Formic Acid Fuel Cells)의 운전 조건을 변화시켜 성능을 측정 및 분석하였다. 예를 들면, 양이온 교환 막의 두께, 개미산 수용액의 농도, 기체 확산층과 상용 촉매 등을 비교 및 분석하였다. 양이온 교환 막의 두께는 크로스오버(cross-over)와 연관되어 성능에 영향을 크게 주었다. 성능 최적화를 위해 개미산의 농도를 변화시켰다. 또한 개미산 산화에 가장 활성이 높은 상용촉매를 찾기 위해 실험했다. 나피온($Nafion^{(R)}$)-115, Pt-Ru black 상용촉매로 막-전극 접합체를 구성하여 6 M 개미산 수용액으로 운전하였을 때 최적의 성능을 보였다. 직접 메탄올 연료전지(DMFCs, Direct Methanol Fuel Cells)와 비교하여 우수한 성능을 보였다.