• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.325-343
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• 2023

직접 메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell, DMFC)는 연료의 개질 없이 메탄올 연료를 공급하여 수소이온과 전자 생성을 통해 전류를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 현재 DMFC에 적용되고 있는 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 높은 수소이온 전도도와 물리화학적 안정성을 갖는 과불소화계 이오노머를 활용한 PEM이지만, 높은 메탄올 투과율과 분해 시 발생되는 환경 오염 물질 등의 문제로 인해 신규 소재 개발이 요구되고 있다. 최근 들어, 과불소화계 이오노머에 비해 낮은 연료 투과율 및 우수한 물리화학적 안정성을 갖는 탄화수소계 고분자 기반 PEM을 DMFC에 적용하는 연구들이 보고되고 있다. 본 총설에서는 탄화수소계 고분자 기반 PEM 중 1) 친수성/소수성 영역의 뚜렷한 나노 상분리 구조를 나타내는 가지형 공중합체를 합성하여 수소이온 전도성과 메탄올의 선택도를 향상시킨 연구, 2) 제막 단계에서 가교 구조를 도입하여 메탄올 투과율을 감소시키고 치수 안정성을 향상시킨 연구, 3) 유/무기계 첨가제 및 다공성 지지체를 도입하여 성능을 개선한 복합 막 개발 연구에 대해 소개하고자 한다.

• 전기화학회지
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• 제6권1호
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• pp.68-71
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• 2003

전지 성능을 저하시키지 않고 연료극 및 공기극의 귀금속 촉매량을 줄이기 위하여 다층막 전극을 이용한 직접메탄을 연료전지의 성능특성을 조사하였다. 다층막 전극 즉, 연료극과 공기극에 사용된 촉매사용량과 나피온 막의 종류를 변화시키며 최종성능을 측정하였다 본 실험에서 사용된 촉매량은 연료극이 $3-4mg/cm^2$ 공기극이 $1-2mg/cm^2$이다. 본 실험에서는 나피온 115를 사용한 MEA3의 $90^{\circ}C$, 2기압에서 측정 결과 최대 전력밀도인 $230mW/cm^2$를 나타내었다. 이 결과는 현재 시판되고 있는 상용전극과 거의 같은 수준의 성능을 보여주고 있는 반면, 금속 촉매의 양은 기존의 상용전극과 비교하여 약 $50\%$ 정도 감소된 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권5호
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• pp.955-961
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• 2009

현재 소형 휴대용 배터리의 용량 증가에 따라 배터리 부피가 커지는 문제를 가지고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 직접 메탄올 연료전지가 대안으로 떠오르고 있다. 본 논문에서는 직접 메탄올 연료전지를 상온 상태에서 자연 대류 방식으로 공기를 공급하고, 메탄올의 농도와 유량의 변화에 대한 특성을 분석하였다. 분석 결과 저 농도의 메탄올에서는 수소 이온의 확산 속도 지연에 따른 분극현상이 발생하였고, 메탄올의 공급량이 높을수록 전지 Cell의 냉각 효과가 발생하여 출력이 감소한다.

• 전기화학회지
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• 제5권2호
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• pp.68-73
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• 2002

상용 고분자 전해질인 Nafion 115 및 Nafion 117막 위에 do magnetron sputtering방법으로 Pd박막을 다양한 두께로 증착한 다음, 개질된 고분자 전해질 막의 morphology, proton 전도도(conductivity), 메탄을 투과도(permeability)를 측정하였으며, membrane and electrode assemblies(MEA)를 구성하여 DMFC 단위전지 성능을 측정하였다. Pd 박막은 Nafion막이 지니고 있는 단점인 메탄을 crossover에 대한 barrier로서 작용하였지만, 동시에 Nafion막의 고유 특성인 proton전도도의 감소를 가져왔다. Pd박막에 의하여 개질된 Nafion막의 메탄올에 대한 투과도와 proton전도도는 Nafion 막 상에 증착된 Pd 박막의 두께가 증가할수록 직선적으로 감소하는 경향을 나타냈다 개질된 Nafon 막을 사용하여 제작한 direct methanol fuel cell(DMFC)단위전지의 성능은 전체적으로 약간 저하되었다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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• pp.161-164
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• 2002

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2001년도 연료전지심포지움 2001논문집
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• pp.193-193
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• 2001

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.177-180
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• 2004

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.181-184
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• 2004

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 첨단 분리막 연구동향
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• pp.123-134
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• 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)

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.31-39
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• 2005

Direct methanol fuel cell (DMFC) is considered as a candidate for portable power sources, that could overcome the disadvantages of lithium battery. But in order to attain commercial viability the long term stability of the DMFC should be achieved. Understanding the long-term behavior of membrane-electrode assembly (MEA) is a prerequisite to this purpose and the optimization of the MEA is also needed. In this study we have investigated the changes in performance and electrochemical properties of the MEA during extended operation and the effects of heat treatment of MEA on the long-term performance. The MEAs have been treated in an autoclave with saturated water vapor at 120$^{\circ}C$, vacuum oven at 140$^{\circ}C$ and boiling in organic solvents. The autoclaved MEA was found to be have the best long term performance. The on-off operation mode also increased the performance probably due to effective removal of products from the electrodes. Physical and electrochemical analyses using a scanning electron microscope, impedance analyser and half-cell technique have been done to characterize the MEAs.