• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 2004.03a
• /
• pp.123-134
• /
• 2004

연로로부터 화학에너지를 직접 전기에너지로 바꾸는 연료전지(Fuel Cells)중 고체형 고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell: PEMFC)와 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell: DMFC)는 효율이 높고, zero emission 가능성으로 차세대 수송용 전원으로 각광받고 있는 미래 환경친화적 에너지원이다. 수소와 산소(또는 공기)와의 반응을 이용한 것이 PEMFC이고, 수소를 연료로 쓰지 않고 액체상 메탄올을 직접 연료로 사용하는 것이 DMFC이다. (중략)

• Journal of Power System Engineering
• /
• v.13 no.6
• /
• pp.22-28
• /
• 2009

열역학 제 2법칙의 관점의 열역학적 가용에너지인 엑서지 해석법을 적용하여 가솔린, 메탄올, M90 연료를 사용한 전기점화 기관의 성능해석을 수행하였다. 열역학적 사이클 해석을 위하여 사이클을 구성하는 각 과정은 열역학적 모델로 단순화하였고, 크랭크 각도에 따른 실린더의 압력과 작동유체를 구성하는 연료, 공기 및 연소생성물의 열역학적 물성 값들을 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였다. 실험데이터는 단기통 전기점화기관을 가솔린, 메탄올과 M90(메탄을 90%+부탄 10%의 혼합연료)을 연료로 WOT(Wide Open Throttle), MBT(Minimum advanced spark timing for Best Torque), 2500rpm 조건으로 운전하여 측정하였다. 계산에 이용한 자료는 실험으로 측정한 크랭크 각도에 따른 연소실의 압력, 흡입공기와 연료유량, 흡입공기 온도, 냉각수 온도와 배출가스 온도 등이다. 이를 이용하여 각 과정에서의 엑서지와 손실 일을 계산하였으며 각 과정에서의 손실 일은 연소과정에서 가장 크며 팽창과정, 배출과정, 압축과정 및 흡입과정 순으로 크게 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.11a
• /
• pp.643-646
• /
• 2005

직접 메탄올 연료전지는 휴대용기기의 전원으로써 기대되고 있다. 그러나 메탄올의 crossover, 느린 산화반응과 같은 몇 가지 해결해야 할 문제점을 갖고 있다. 이에 메탄올을 대체할 연로로서 이론적으로 높은 기전력 (1.45 V)을 갖는 개미산이 제안되었다. 본 연구에서는 직접 개미산 연료전지에 대한 이전 연구를 바탕으로 개미산 연료전지에 우수한 성능을 나타내는 촉매를 개발하고자 하였다. 기존의 연구에서 Pt-Pd/C 촉매가 개미산에 대해 우수한 산화반응을 보이며 높은 OCP를 나타내어, 본 연구에서는 deposition method을 이용하여 Pt-Pd 촉매를 제조한 후 그 특성을 조사하였다. Pt-Pd 촉매는 이전의 연구에서 우수한 성능을 나타낸 Pt-Pd 촉매보다 상온에서 2배 이상의 우수한 성능을 나타내었다.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.7 no.1
• /
• pp.35-43
• /
• 1998

Electrodes using for the anode electrode of direct methanol fuel cell with Pt/C and Pt/Ru/C catalyst were prepared and characterized by SEM, TEM, thermal analysis and electrochemical analysis. The half cell tests were carried out with 1 M $H_2SO_4$ electrolyte and 1 M $CH_3OH$ in order to evaluate the electrode performance. The employed electrochemical methods were cyclic vol-tammetry and potentiodynamic polarization experiments. It was found that 20 w% polytetrafluoroethylene (PTFE) content in catalyst showed the best performance due to the best platinum utilization on PTFE-containing catalyst layer. It was found that Pt/Ru/C binary catalyst inhibited the poisoning of anode electrode showing improved performance compared to the Pt/C catalyst by the adsorption of oxygen containing species on the electrode surface at same time. The apparent activation energy for methanol oxidation on the Pt/Ru/C and Pt/C catalyst layer was 11.60 kJ/mol and 26.85 kJ/mol, respectively.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.30 no.2
• /
• pp.239-251
• /
• 2024

In this study, a hydrogen fuel cell process based on methanol was developed to reduce greenhouse gas emissions. In Case1, the methanol fuel engine system was designed to investigate the emission of exhaust gas when methanol was supplied as fuel instead of gasoline to the engine. In Case2, a hydrogen fuel cell system was designed by adding a methanol reforming system to Case1. This hybrid system produced gray hydrogen and combined the output of the engine and fuel cell to drive the ship. However, gray hydrogen emits carbon in the process of producing hydrogen. To address this problem, a carbon capture and utilization (CCU) system was added to Case3. The CO2 of the flue gas discharged from Case2 was synthesized with gray hydrogen to produce blue methanol. The results of the case studies revealed that the optimal operating conditions were 220 ℃, 500 kPa, SCR = 1.0, and flow ratio = 0.7. The system of Case3 reduced carbon emissions by 42% compared with that Case1. Thus, the hybrid system of Case3 could considerably reduce the ship's CO2 emissions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.11a
• /
• pp.130-139
• /
• 2005

메탄올을 직접 연료로 하는 직접 메탄올 연료전지 (DMFC)는 연료의 높은 에너지 밀도로 인하여 휴대용 전자 기기의 차세대 에너지원으로 주목 받고 있다. 전자기기에 적용하기 위해서는 고성능 소재 부품의 개발, 시스템 통합 등의 고난도 기술이 필요하다. 본고에서는 귀금속 담지량이 절대적으로 감소한 신규 cathode 촉매, 하이브리드 신규 막, 고성능 스텍, 시스템 통합의 개발 경과대해 기술하고 있다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.10 no.5
• /
• pp.955-961
• /
• 2009

Present, a portable battery have problem that the volume increases according to capacity Increase. Direct Methanol Fuel Cell is alternative by solution plan of this problem. In this paper, the characteristics of DMFC are analyzed by change in concentration and discharge of fuel in natural convection and room temperature condition. According to the analysis result, polarization by delay of diffusion velocity of hydrogen ion appeared in methanol of low concentration. And if have a lot of supplies of methanol, generation power declines by electric cell cooling effect.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2016.02a
• /
• pp.411.2-411.2
• /
• 2016

직접 메탄올 연료전지 (DMFCs)는 친환경적이고 낮은 작동 온도로 인한 빠른 구동, 높은 에너지 밀도 등 다양한 장점을 가지고 있어 차세대 에너지 변환소자로 많은 관심을 받고 있다. 직접 메탄올 연료전지는 메탄올을 연료로 사용하며, 메탄올이 보유하고 있는 화학적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로써 음극에서는 백금 촉매로 인한 메탄올 산화반응, 양극에서는 환원 반응이 일어나며 전기화학적 구동을 하게 된다. 하지만 일산화탄소 피독으로 인한 촉매 활성 저하, 메탄올의 cross over, 백금 촉매 사용으로 인한 고비용 등의 문제점을 가지고 있다. 따라서 많은 연구자들이 백금 사용량을 줄이고 백금 촉매를 고르게 분포하기 위해 값이 저렴하고 넓은 비표면적을 갖는 탄소계 (graphite, graphene, carbon nanotube, carbon nanofiber 등) 지지체 재료를 도입하고 있다. 이 중 탄소나노섬유 (carbon nanofibers, CNFs)는 우수한 전기전도도와 열적/화학적 안정성을 가지고 있으며, 특히 넓은 비표면적을 가지고 있어 백금 촉매의 지지체로서 많은 연구가 진행되고 있다[1]. 따라서 우리는 전기방사법을 활용하여 넓은 비표면적을 보유하는 다공성 탄소나노섬유를 성공적으로 합성하였다. 또한, 이를 백금 촉매의 지지체로 도입하여 직접 메탄올 연료전지를 위한 다공성 탄소나노섬유에 담지된 고분산성 백금 촉매를 제조하였다. 제조한 다공성 탄소나노섬유의 형상 및 구조 분석은 주사전자 현미경 (field-emission scanning electron microscopy)와 투과전자 현미경 (transmission electron microscopy)를 이용하여 분석하였고, 결정구조와 화학적 결합상태는 X-선 회절분석 (X-ray diffraction) 및 X-선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 규명하였다. 전기화학적 특성은 순환 전압 전류법 (cyclic voltammetry)를 이용하였다. 이러한 실험 결과들을 바탕으로 다공성 탄소나노섬유에 담지된 고분산성 백금 촉매의 자세한 특성을 본 학회에서 다루도록 하겠다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.34 no.4
• /
• pp.448-454
• /
• 2010

The strengthened regulations for atmospheric emissions from ships have caused a necessity of new, alternative power system in ships for the low pollutant emissions and the high energy efficiency. Recently, new kinds of propulsion power system such as fuel cell system, which use hydrogen as an energy source, have been sincerely considered. The purpose of this work is to predict the performance of methanol fueled SOFC system and to analyze the influence of operating temperature, current density, S/C, and $H_2$ utilization ratio.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 2002.11a
• /
• pp.215-218
• /
• 2002

본 연구는 휴대 전자기기용 전원으로 사용 가능한 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)의 조건에 따른 성능 특성에 관하여 연구를 하였다. 메탄올은 사용함에 안전할 뿐 아니라 에너지 밀도 또한 월등함으로 DMFC를 통해 전기에너지로 변환시킬 경우 휴대용 기기의 전원으로 사용함에 있어서 기존의 베터리를 대체할 가능성이 있는 에너지원으로 연구되어지고 있다.(중략)