직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)

직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)

 직접 메탄올 연료 전지(DMFC)는 메탄올을 직접, 전기화학 반응시켜 발전하는 시스템이다. 전해질은 이온 교환막에 인산을 담지 시킨 것이다. 작동 온도는 150℃로 비교적 저온이다. PEFC와 비교하여 개질기를 제거할 수 있으며, 시스템의 간소화와 부하 응답성의 향상이 도모될 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 반응 속도가 낮은 것에 의한 저출력 밀도, 다랑의 백금 촉매의 사용과 메탄올과 산화제의 Cross Over(고체 고분자막을 통과하는 것) 등의 단점도 있다.

직접 메탄올 연료전지(DMFC)

 직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 양쪽에 각각 음극과 양극이 위치한다. 음극에서는 메탄올과 물이 반응하여 수소 이온과 전자를 생성한다. 생성된 수소이온은 전해질 막을 통해 양극 쪽으로 이동하고, 양극에서는 수소 이온과 전자가 산소와 결합하여 물을 생성 시킨다. 이 때 전자가 외부 회로를 통과하면서 전류를 발생시키는 것이 작동 원리이다.

 실제 사용시에는 출력을 높이기 위해 이러한 단위전지를 여러 개 묶어서 스택을 만들어 사용하는데, 일반적인 연료전지의 스택에서는 양극판(bipolar plate)을 사용하지만 마이크로 연료전지에서는 단극판(monopolar plate)을 사용한다. DMFC는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)와 똑 같은 구성요소를 사용하지만, 메타올을 개질하여 수소로 만들 필요가 없어 직접 연료로 사용할 수 있기 때문에 소형화가 가능하다. DMFC는 PEMFC에 비해 출력밀도는 낮지만, 연료의 공급이 용이하고 2차 전지에 비해 높은 출력밀도를 각지 때문에 자동차의 동력원으로서 2차 전지를 대체할 수 있는 가능성이 매우 높은 것으로 알려져 있다.

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