• 제목/요약/키워드: Energy storage density

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커켄달 효과와 주형법을 통해 합성한 α-Fe2O3 중공입자로 구성된 다공성1차원 구조체의 리튬 이차전지 음극활물질 적용 (Application of Porous Nanofibers Comprising Hollow α-Fe2O3 Nanospheres Prepared by Applying Both PS Template and Kirkendall Diffusion Effect for Anode Materials in Lithium-ion Batteries)

  • 이영광;정순영;조중상
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권6호
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    • pp.819-825
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    • 2018
  • 본 연구는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체를 전기방사 공정 및 두단계의 후 열처리 과정을 통해 주형법과 커켄달 효과를 동시 적용하여 합성했다. 열처리 과정 중, 수 nm의 치밀한 Fe 금속입자는 커켄달 효과에 의해 중공구조를 갖는 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자로 최종 변환되었다. 또한, 전기방사 용액에 첨가한 PS 나노비드는 첫 열처리 과정 중 분해되어 구조체 내 수많은 기공을 형성, 환원 및 산화를 위한 가스들이 구조체 내부로 원활히 침투될 수 있는 역할을 했다. 최종 생성물인 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 중공입자로 구성된 다공성 1차원 구조체를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 30 사이클 후 $776mA\;h\;g^{-1}$의 높은 방전 용량을 나타냈다. 이와 같은 우수한 리튬 저장특성은 본 구조체를 구성하는 중공형 ${\alpha}-Fe_2O_3$ 입자와 입자들 사이의 나노기공으로부터 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 중공 입자로 구성된 다공성 1차원 나노구조체 합성 방법은 다양한 전이금속 화합물 조성에 적용 가능하므로 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다.

방사선(放射線) 조사(照射)에 의한 수세된 수삼(水蔘)의 저장(貯藏) (Preservation of Washed Fresh Ginsengs by Gamma Irradiation)

  • 조한옥;변명우;권중호;이재원
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제29권3호
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    • pp.288-293
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    • 1986
  • 위생적 가공을 고려하여 수세(水洗)한 수삼(水蔘)의 장기 저장을 목적으로 포장방법을 달리하여 0,1,3 kGy의 감마선(線)을 조사(照射)하고 $4{\sim}5^{\circ}C$에 냉장하면서 이화학적(理化學的) 특성변화(特性變化)와 오염 미생물(微生物) 살균(殺菌) 및 선충(線忠) 살충(殺忠)실험을 수행한 결과(結果)는 다음과 같다. 물리적(物理的) 변화(變化)에 있어서 부제 및 중량감소율은 비조사구(非照射區)가 저장 90일에 100%의 부피와 20% 이상적 중량감소를 보인데 반해 $2{\sim}3\;kGy$ 조사구(照射區)는 20% 및 10% 내외(內外)의 낮은 부피와 감량을 나타냈다. 또한 수삼의 비중, 육질의 색도 및 경도(硬度)는 조사(照射)직후에는 조사구(照射區)가 비조사구(非照射區)에 비해 다소 낮은 수치를 보였으나 저장 기간이 경과함에 따라 비조사구(非照射區)보다 높은 수치를 보였다. 화학성분 변화에 있어서 일반성분은 조사구(照射區)나 비조사구간(非照射區間)에 변화가 없었고 인삼정(人蓼精) 및 saponin의 수율은 조사구(照射區)가 증가되었으며, TLC 및 HPLC에 의한 saponin의 pattern에는 변화가 없었다. 미생물은 $2{\sim}3\;kGy$ 조사(照射)로서 $2{\sim}3$ log cycles 이상 감균시켰고 1 kGy조사(照射)로 선충(線忠)은 완전 사멸되었다. 따라서 수세수심에 $2{\sim}3\;kGy$ 정도의 감마선을 조사(照射)함으로써 이화학적 특성에는 거의 영향을 미치지 많으면서 오염 미생물의 살균과 선충을 제거함에 따라 비조사구(非照射區)에 비해 위생적으로 $2{\sim}3$개월(個月) 이상 저장성을 효과적으로 연장시킬 수 있을 것으로 기대된다.인 수도체(水稻體) 하반부중(下半部中) 살충제잔류량(殺충劑殘留量)이 높을수록 살충효과(殺蟲效果)는 증대(增大)되었다. 따라서 시제품(試製品)의 이화학적(理化學的) 성질(性質) 및 약효면(藥效面)에서 혼합입제(混合粒劑)로서의 개발(開發)이 가능(可能)한 조합(組合)은 carbofuran 조합(組合)과 propoxur 6% 함유(含有) 조합(組合)이었는데 제제시(製劑時) 안정제(安定劑)의 첨가(添加)나 수분함량(水分含量) 조절(調節) 및 건조공정(乾燥工程) 단계에서 주성분(主成分)의 안정성(安定性) 등이 고려(考慮)되어야 할 것으로 사료(思料)되었다.백편의 조직감은 Compression force 와 Work ratio로 대치할 수 있을 것이라고 사료된다. 수분함량은 기계적 검사보다 관능검사와 더욱 높은 상관관계를 나타냈다.ide농도를 일정히 유지하고 뇨량 변화시 pyrazinamide의 신장 청소율은 뇨량 증가에 의존적인 상승을 보였다. 이상의 실험 결과로 pyrazinamide의 신장 배설은 사구체 여과와 더불어 세뇨관 분비 기전이 존재하고 비교적 빠른 확산속도를 보이는 세뇨관 재흡수 기전에 의해 신장 배설이 조절됨을 추정할 수 있었다.걱정을 했다${\lrcorner}$(33.3%), ${\ulcorner}$걱정을 하지 않았다${\lrcorner}$(7. 1)의 순이었다. 6. 장수(長壽)한 사람들의 초경년령(初經年齡)은 ${\ulcorner}$$16{\sim}18$세(歲)${\lrcorner}$가 38.8%로 가장 많고, 그 다음이 ${\ulcorner}$l9세(歲)이후${\lrcorner}$가 25.2%로서 전체 장수자의 64.0%가 16세이상에서 초경(初經)이

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센서 네트워크에서 이벤트 검출 및 필터링을 위한 경로기반 네트워크-내 조인 프로세싱 방법 (Path-based In-network Join Processing for Event Detection and Filtering in Sensor Networks)

  • 전주혁;유재수;김명호
    • 한국정보과학회논문지:데이타베이스
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    • 제33권6호
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    • pp.620-630
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    • 2006
  • 센서 네트워크의 다양한 응용 분야들 중에서 널리 사용되고 있는 것이 바로 이벤트 검출(event detection)이다. 이벤트 검출 작업은 사용자가 미리 정한 조건테이블과 센서 노드들로부터 수집된 데이타들 간 조인연산을 사용하여 쉽고 편리하게 수행될 수 있다. 또한 이벤트 검출을 위해 조인연산을 사용할 경우 네트워크-내 조인연산을 수행함으로써 통신 비용을 줄일 수 있다. 본 논문에서는 에너지 효율적으로 네트워크-내 조인연산을 수행하는 알고리즘인 PBA를 제안한다. PBA는 각 노드에서 베이스스테이션으로 데이타를 전송하는 경로 상에서 조건테이블을 나누어 저장하여 네트워크-내 조인연산을 수행한다. PBA는 각 노드들이 자신의 레벨값을 보고 저장할 부분을 식별할 수 있기 때문에 기존의 방법보다 조건테이블 전송 비용을 훨씬 더 적게 발생시킨다. 뿐만 아니라, 기존의 방법이 네트워크의 밀도에 비해 조건테이블의 크기가 클 경우 제 성능을 발휘하지 못하는 반면, 본 논문에서 제안하는 방법인 PBA는 그러한 제약 없이 대부분의 경우에도 효율적으로 동작한다. 실험 결과는 PBA가 대개의 경우에 효율적으로 동작하며, 특히 조건테이블의 크기가 네트워크 밀도에 비해 비교적 크거나 네트워크의 라우팅 트리의 높이가 큰 경우에는 기존의 방법에 비해 상당한 비용 절감 효과가 있다는 것을 보여준다.

진동.충격음 흡수성능을 지니는 목질계 복합재료의 개발(II) -가교밀도가 상호침투망목고분자의 진동흡수성능에 미치는 영향- (Developmnet of Vibration and Impact Noise Damping Wood-based Composites (II) -The Influence of the Degree of Crosslinking on the Damping Properties of Interpenetrating Polymer Networks-)

  • 이현종
    • 임산에너지
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    • 제17권1호
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    • pp.47-55
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    • 1998
  • 사용온도 및 주파수 범위를 고려할 경우 진동흡수재료로서 사용하는 폴리머는 다소 넓은 온도범위에서 높은 손실계수를 지녀야한다. IPN's은 두 개 또는 그 이상의 고분자가 상호 침투하여 망목상으로 얽혀있는 혼합계로서 강제적으로 상분리가 제한되어 어느 정도의 상용성을 부여할 수 있으므로 폭 넓은 진동흡수재료의 분자설계에 적합하다. 본 실험에서는 공중합조성이 다른 여러 가지 코폴리머를 IPN's화하여 폭 넓은 온도 범위에서 높은 손실 계수를 나타내는 고분자의 합성을 시도하였으며, 고분자의 점탄성 및 가교밀도가 적충재의 진동흡수성능에 미치는 영향을 검토하였다. 동력학적 측정의 결과 IPN's의 상용성은 IPN's화시키고자하는 폴리머의 상용성 및 가교밀도에 의존하는 경향을 나타내 공중합조성이 다른 코폴리머를 IPN's화시키거나, 가교밀도를 조절하면 폭넓은 진동흡수성능을 지니는 폴리머의 조제가 가능함을 시사하였다. IPN's을 적층한 복합체의 진동흡수계수는 폴리머의 E'가 대략 5$\times$$10^7$~109 dyne/$cm^2$의 범위에서 높은 손실계수를 지닌 경우 높아졌다. 특히, 3%의 DEGDM을 사용하여 함성한 poly(2-EHA80-co-St20)/poly(2-EHA20-co-St80) IPN's은 상온을 중심으로 넓은 범위에서 비교적 높은 댐핑성능을 나타내었다.

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TiCl4를 출발원료로한 구형 Li4Ti5O12 분말합성 및 리튬이차 전지특성 (Electrochemical Properties of Lithium Secondary Battery and the Synthesis of Spherical Li4Ti5O12 Powder by Using TiCl4 As a Starting Material)

  • 최병현;지미정;권용진;김은경;남산
    • 한국재료학회지
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    • 제20권12호
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    • pp.669-675
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    • 2010
  • One of the greatest challenges for our society is providing powerful electrochemical energy conversion and storage devices. Rechargeable lithium-ion batteries and fuel cells are among the most promising candidates in terms of energy and power density. As the starting material, $TiCl_4{\cdot}YCl_3$ solution and dispersing agent (HCP) were mixed and synthesized using ammonia as the precipitation agent, in order to prepare the nano size Y doped spherical $TiO_2$ precursor. Then, the $Li_4Ti_5O_{12}$ was synthesized using solid state reaction method through the stoichiometric mixture of Y doped spherical $TiO_2$ precursor and LiOH. The Ti mole increased the concentration of the spherical particle size due to the addition of HPC with a similar particle size distribution in a well in which $Li_4Ti_5O_{12}$ spherical particles could be obtained. The optimal synthesis conditions and the molar ratio of the Ti 0.05 mol reaction at $50^{\circ}C$ for 30 minutes and at $850^{\circ}C$ for 6 hours heat treatment time were optimized. $Li_4Ti_5O_{12}$ was prepared by the above conditions as a working electrode after generating the Coin cell; then, electrochemical properties were evaluated when the voltage range of 1.5V was flat, the initial capacity was 141 mAh/g, and cycle retention rate was 86%; also, redox reactions between 1.5 and 1.7V, which arose from the insertion and deintercalation of 0.005 mole of Y doping is not a case of doping because the C-rate characteristics were significantly better.

Pd(111) 박막의 자성: 제일원리계산 (Magnetism of Pd(111) Thin Films: A First-principles Calculation)

  • 홍순철
    • 한국자기학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.1-6
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    • 2016
  • Pd은 단일 원소 금속 중에서 자기 감수율이 가장 크고 외부 환경에 따라 강자성 특성을 보이기도 한다. 본 논문은 자성 연구에 가장 적합한 FLAPW 방법을 사용하여 5-ML과 9-ML Pd(111) 박막의 자성을 계산하였다. 전자간 교환-상관 상호작용을 고려하기 위해 LDA와 GGA를 도입하여 두 계산 결과를 비교하였다. LDA 계산은 덩치 Pd이 상자성 상태가 바닥 상태임을 예측하여 실험과 일치하는 반면, GGA 계산은 덩치 Pd이 강자성을 갖는 것으로 잘못 예측하여 Pd 자성에 대해서는 LDA 계산이 더 신뢰할 수 있음을 알았다. 5-ML Pd(111) 박막에 대한 LDA 계산 결과에 의하면 상자성 상태가 바닥인 덩치 Pd과는 다르게 강자성 상태가 더 안정적이었다. 박막의 중앙에 위치한 Pd이 가장 큰 자기모멘트($0.273{\mu}_B$)를 가지며 중앙 Pd 층의 |m| = 1 상태가 덩치의 그것과 큰 차이가 있어 5-ML Pd(111) 박막의 강자성을 유발하는 데 주요 역할을 함을 알 수 있었다. 9-ML Pd(111) 박막은 상자성 상태가 강자성 상태에 비해 안정하였으나 두 상태 사이의 총에너지 차이가 거의 없고 유한한 자기모멘트를 안정적으로 가지는 것으로 계산되어 강자성 상태가 준 안정적임을 보였다.

50kW 풍력블레이드 설계에 관한 연구 (A Study on Design of Wind Blade with Rated Capacity of 50kW)

  • 김상만;문채주;정권성
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.485-492
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    • 2021
  • 50kW 또는 그 이하의 정격용량을 갖는 풍력터빈은 일반적으로 소형풍력으로 간주한다. 소형풍력터빈은 독립형 전력시스템과 가전제품, 독립적인 적용 및 에너지저장장치, 태양광, 소수력, 디젤엔진과 같은 다른 에너지 기술을 조합하여 동시에 사용할 수 있는 매력적인 대체품이다. 연구목적은 터빈블레이드 제작법과 구조가 가능한 상업용 개발과정과 유사성을 갖도록 50kW급 풍력터빈 블레이드를 개발하기 위한 것이다. 목함에 기반하여 제작된 몰드기법은 탄소섬유와 열경화성 수지인 유리섬유를 사용한 경량설계, 다중부목, 오목성을 유지하기 위하여 채택한다. 수 작업형 시제품 제조법은 공기역학적인 평판형의 반복적인 설계를 통해서 단주기를 갖는 고밀도 형상 몰드를 사용하여 개발한 것이다. 5개의 블레이드 생산공정을 통하여 제작하고, 블레이드의 주요 구성요소는 IEC-61400-23 규정에 따라 설계의 적절성을 검증하기 위하여 시험하며. 또한, 개발된 블레이드를 갖는 풍력시스템은 성능특성을 검증하기 위하여 IEC 61400-12 규정에 따라 시험한다. 블레이드와 터빈시스템의 시험결과는 상업운전에서 요구되는 유효한 설계조건을 확인하였다.

고분자 전해질막으로 제조한 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성에 대한 산소 플라즈마 처리 영향 (Effect of O2 Plasma Treatment on Electrochemical Performance of Supercapacitors Fabricated with Polymer Electrolyte Membrane)

  • 문승재;김영준;강두루;이소연;김종학
    • 멤브레인
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    • 제32권1호
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    • pp.43-49
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    • 2022
  • 높은 안전성과 견고한 기계적 특성을 가진 고체상 슈퍼커패시터는 차세대 에너지 저장 장치로서 세계적 관심을 끌고 있다. 슈퍼커패시터의 전극으로서 경제적인 탄소 기반 전극이 많이 사용되는데 수계 전해질을 도입하는 경우 소수성 표면을 가진 탄소 기반 전극과의 계면 상호성이 좋지 않아 저항이 증가한다. 이와 관련하여 본 연구에서는 전극 표면에 산소 플라즈마 처리를 하여 친수화된 전극과 수계 전해질 사이의 향상된 계면 성질을 기반으로 더 높은 전기화학적 성능을 얻는 방법을 제시한다. 풍부해진 산소 작용기들로 인한 표면 친수화 효과는 접촉각 측정을 통해 확인하였으며, 전력과 지속시간을 조절함으로써 친수화 정도를 손쉽게 조절할 수 있음을 확인하였다. 수계 전해질로 PVA/H3PO4 고체상 고분자 전해질막을 사용하였으며 프레싱하여 전극에 도입하였다. 15 W의 낮은 전력으로 5초간 산소 플라즈마 처리를 시행하는 것이 최적 조건이었으며 슈퍼커패시터의 에너지 밀도가 약 8% 증가하였다.

태양열(太陽熱) 집열기개발(集熱器開發)에 관(關)한 연구(硏究) - 포물반사곡면(抛物反射曲面)으로된 2차원(二次元) 집광식(集光式) 태양열(太陽熱) 집열기(集熱器)의 성능분석(性能分析) - (Development of a Solar Collector Performance of Cylindrical Parabolic Concentrating Solar Collector)

  • 송현갑;연광석;조성찬
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • 제10권1호
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    • pp.54-68
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    • 1985
  • It is desirable to collect the solar thermal energy at relatively high temperature in order to minimize the size of thermal storage system and to enlarge the scope of solar thermal energy utilization. So far the concentrating solar collector has been developed to collect solar thermal energy at relatively high temperature, but it has some difficulties in maintaining the volumetric body of solar collector for long term utilization. On the other hand, the flat-plate solar collector has been developed to collect the solar thermal energy at low temperature, and it has advantages in maintaining the system for long term utilization, since it's thickness is thin and not volumetric. In this study, to develop a solar collector that has both advantages of collecting solar thermal energy at high temperature and fixing conveniently the collector system for long term period, a cylindrical parabolic concentrating solar collector was designed, which has two rows of parabolic reflectors and thin thickness such as the flat-plate solar collector, maintaining the optical form of concentrating solar collector. The characteristics of the concentrating parabolic solar collector newly designed was analysed and the results are summarized as follows; 1. The temperature of the air enclosed in solar collector was all the same as $50^{\circ}C$ in both cases of the open and closed loop, and when the heat transfer fluid was not circulated in tubular absorber, the maximum surface temperature of the absorber was $118-120^{\circ}C$, this results suggested that the heat transfer fluid could be heated up to $118^{\circ}C$. 2. In case of longitudinal installation of the solar collector, the temperature difference of heat transfer fluid between inlet and outlet was $4^{\circ}-6^{\circ}C$ at the flow rate of $110-130{\ell}/hr$, and the collected solar energy per unit area of collector was $300-465W/m^2$. 3. The collected solar energy per unit area for 7 hours was 1960 Kcal/$m^2$ for the open loop and 220 Kcal/$m^2$ for the closed loop. Therefore it is necessary to combine the open and closed loop of solar collectors to improve the thermal efficiency of solar collector. 4. The thermal efficiency of the solar collector (C.P.C.S.C.) was proportional to the density of solar radiation, indicating the maximum thermal efficiency ${\eta}_{max}=58%$ with longitudinal installation and ${\eta}_{max}=45%$ with lateral installation. 5. The thermal efficiency of the solar collector (C.P.C.S.C.) was increased in accordance with the increase of flow rate of heat transfer fluid, presenting the flow rate of $110{\ell}/hr$ was the value of turning point of the increasing rate of the collector efficiency, therefore the flow rate of $110{\ell}/hr$ was considered as optimum value for the test of the solar collector (C.P.C.S.C.) performance when the heat transfer fluid is a liquid. 6. In both cases of longitudinal and lateral installation of the solar collector (C.P.C.S.C.), the thermal efficiency was decreased linearly with an increase in the value of the term ($T_m-T_a$)/Ic and the increasing rate of the thermal efficiency was not effected by the installation method of solar collector.

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메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지의 성능 (Performance of a Molten Carbonate Fuel Cell With Direct Internal Reforming of Methanol)

  • 하명주;윤성필;한종희;임태훈;김우식;남석우
    • 청정기술
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    • 제26권4호
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    • pp.329-335
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    • 2020
  • 재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.