• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.27-30
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• 2007

This study considers the feasibility of the concentration control of the methanol solution by oscillating flow in the anode channel of passive type Direct Methanol Fuel Cells(DMFC). DMFC stack performance is largely influenced by the fuel concentration. If the fuel concentration is either lower than 0.5M or more than 2M, its performance deteriorates seriously because of the fuel starvation or the fuel crossover. In this respect the optimization of the fuel concentration is crucially important to maximize the DMFC stack performance. In this work, the effects of oscillating actuation in the fuel supply are studied to control the fuel concentration. Two important nondimensional parameters are introduced, each of which represents either the oscillating frequency or the oscillating amplitude. It is shown how these factors affect the stack performance and the efficiency of the DMFC stack.

• 전기화학회지
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• 제5권4호
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• pp.226-231
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• 2002

Power densities produced by the permeation of methanol through membranes were directly measured by inserting the membrane in front of anode in a membrane-electrode-assembly of a direct methanol fuel cell (DMFC). The power density was closely related to the loss of power in the DMFC and was strongly affected by temperature. As the cell temperature was increased, the power density resulting from methanol crossover was increased. The increase in methanol crossover had be attributed to diffusion caused or affected by temperature. Methanol crossover a major effect on the performance of a DMFC at a relatively low temperature with $26\%\;loss\;at\;30^{\circ}C$. In order to reduce methanol crossover, a conventional Nafion membrane was modified by the incorporation of Pt or Pd. The reduction in methanol crossover was investigated in these modified membranes by our cell performance measurement. Pt and Pd particles incorporated in the Nafion membranes block methanol pathway and prevent methanol transport through the membranes, which was proved by combining with liquid chromatography.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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• pp.241-244
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• 2002

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제53권4호
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• pp.218-224
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• 2004

We present a miniature Direct Methanol Fuel Cell (micro-DMFC) using platinum sputtered microcolumn electrodes with a limited amount of fuel. We use the microcolumn electrode in order to improve the power density of the micro-DMFC that consists of two electrodes and polymer electrolyte. We also design the built-in fuel chamber in the anode for the portable electronics applications. We design and fabricate both microcolumn and planar electrodes, having an identical projective area of 5mm${\times}$5mm. The diffusion current density of the microcolumn electrode is 1.73 times higher than that of the planar electrode at electrode potential of 1.1V in the half-cell test. The micro-DMFC based on the microcolumn electrodes shows the maximum power of 10.8$\pm$7.54㎼(43.23$\pm$0.16㎼/$\textrm{cm}^2$) at the projective area of 5mm${\times}$5mm, while the planar electrode micro-DMFC shows the maximum power of 0.81$\pm$0.42㎼(3.24$\pm$1.68㎼/$\textrm{cm}^2$) at the same projective area. The micro-DMFC based on the microcolumn electrodes shows 13 times higher power density that the micro-DMFC based on the planar electrodes does.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.71-74
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• 2004

• 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.

• 멤브레인
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• 제14권1호
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• pp.44-52
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• 2004

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)에 적용가능한 양이온교환막 개발에 관한 것으로 poly(vinyl alcohol) (PVA)에 가교제로 poly(acrylic acid-co-maleic acid) (PAM)와 hydroquinonesulfonic acid (HQSA)를 이용하여 가교제의 함량을 변화시키면서 막을 제조하였다. 제조한 막은 가교제의 함량 변화에 따라 메탄을 투과도, 이온전도도를 측정하였으며 기본적인 이온교환막의 특성인 함수율, 이온교환용량 그리고 고정이온농도 등을 측정하였다. PAM 함량이 증가함에 따라 메탄을 투과도와 이온전도도 및 함수율이 조금 증가하는 추세를 보이다 9 wt%부터 감소하는 경향을 보였는데 이는 PAM의 친수성기보다는 가교효과의 영향이라 사료되며 HQSA 함량을 변화시켰을 때는 이온전도도, 함수율 그리고 이온교환용량이 전반적으로 증가하였는데 그 증가폭은 미비하였다.

• Carbon letters
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• 제1권1호
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• pp.27-30
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• 2000

Performance of direct methanol fuel cell using high porous active carbon as an uncatalysed diffusion layer in anode (composite electrode) has been evaluated. Effects of porous active carbon in anode were investigated by galvanostatic method and Fourier Transform Infrared spectroscopy. The single cell was operated with 2.5 M methanol at temperature of $80-120^{\circ}C$ and showed performance of $210-510\;mA/cm^2$ at 0.4V. By replacing conventional electrode with composite electrode, the increment of $290\;mA/cm^2$ in current density was obtained at $90^{\circ}C$and 0.4V. The potential decay of the single cell was about 14.5% for 20 days operation.

• 한국재료학회지
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• 제22권8호
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• pp.421-425
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• 2012

Two types of Pt nanoparticle electrocatalysts were composited on Pt nanowires by a combination of an electrospinning method and an impregnation method with NaBH4 as a reducing agent. The structural properties and electrocatalytic activities for methanol electro-oxidation in direct methanol fuel cells were investigated by means of scanning electron microscopy (SEM), high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and cyclic voltammetry. In particular, SEM, HRTEM, XRD, and XPS results indicate that the metallic Pt nanoparticles with polycrystalline property are uniformly decorated on the electro-spun Pt nanowires. In order to investigate the catalytic activity of the Pt nanoparticles decorated on the electro-spun Pt nanowires, two types of 20 wt% Pt nanoparticles and 40 wt% Pt nanoparticles decorated on the electro-spun Pt nanowires were fabricated. In addition, for comparison, single Pt nanowires were fabricated via an electrospinning method without an impregnation method. As a result, the cyclic voltammetry and chronoamperometry results demonstrate that the electrode containing 40 wt% Pt nanoparticles exhibits the best catalytic activity for methanol electro-oxidation and the highest electrochemical stability among the single Pt nanowires, the 20 wt% Pt nanoparticles decorated with Pt nanowires, and the 40 wt% Pt nanoparticles decorated with Pt nanowires studied for use in direct methanol fuel cells.

• 멤브레인
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• 제13권3호
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• pp.191-199
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• 2003

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)용 전해질 막으로 이용되는 양이온교환막의 개발에 관한 것이다. 투과증발공정에서 메탄을 Barrier로 잘 알려져 있는 Poly(vinyl alcohol)을 Base polymer로 사용하고 양이온 교환기가 포함되어 있는 Poly(acrylic acid)를 가교제로 사용하여 가교제의 함량변화에 따른 메탄을 투과도(Methanol permeability), 이온전도도(Ion conductivity), 이온교환용량(Ion exchange capacity), 함수율(Water content), 고정이온농도(Fixed ion concentration)를 통해 막 특성을 측정하였다. 메탄올 투과도와 이온전도도는 가교제인 PAA함량이 증가함에 따라 감소하다가 15%이상에서는 증가하는 경향을 보였다. 이것은 가교제의 함량증가로 인한 가교의 영향과 가교제에 포함되어 있는 친수성기의 도입으로 이와 같은 결과가 나타난다고 예상된다. 실험결과를 통해 DMFC에 적용가능성이 있는 막은 $25^{\circ}C,\; 50^{\circ}C$에서의 메탄을 투과도가 $6.49{\times}10^{-8}/cm^2/s,\; 2.85{\times}10^{-7}/cm^2/s$, $25^{\circ}C,\; 50^{\circ}C$에서의 이온전도도가 $2.66{\times}10^{-3}\;S/cm,\; 9.16{\times}10^{-3}\;S/cm,$ 이온교환용량이 1.32 meq/g membrane, 함수율이 0.25 g $H_2O$/g membrane, 고정이온농도가 5.25 meq/g $H_2O$인 PVA/PAA-$160^{\circ}C$ 15% 막으로 예측된다.