직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 내연 엔진 기관의 대안으로 중요한 관심을 끌고 있다. 연료전지는 높은 효율과, 높은 동력밀도를 가지며 오염물질의 배출이 거의 없다. 그러나 직접메탄올 연료전지에서 사용되는 고분자멤브레인을 통과하는 ...
직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 내연 엔진 기관의 대안으로 중요한 관심을 끌고 있다. 연료전지는 높은 효율과, 높은 동력밀도를 가지며 오염물질의 배출이 거의 없다. 그러나 직접메탄올 연료전지에서 사용되는 고분자멤브레인을 통과하는 메탄올 크로스오버 현상은 직접 메탄올 연료전지의 성능 및 실행능력을 제한한다. 직접 메탄올 연료전지 기술이 발전하기 위해서는 높은 이온 전도도를 가지고 물이나 메탄올의 투과도가 낮은 멤브레인의 개발이 필요하다.본 연구에서 메탄올 투과와 이온전도도 그리고 직접 메탄올 연료전지의 성능이 나피온 내의 폴리아닐린에 의해 영향을 받는 것을 알 수 있었다.직접 메탄올 연료전지의 성능향상을 위해 준비된 폴리아닐린나피온 복합멤브레인은 나피온 내의 아닐린 중합으로 이루어졌다. 아닐린 모노머를 나피온 내에 중합함으로써 나피온의 술폰그룹과 아닐린의 양이온을 보다 효과적으로 결합시킬 수 있다. 아닐린 모노머의 화학적 산화를 통해 폴리아닐린과 나피온 복합이 준비된다. 메탄올 투과도와 이온 전도도의 측정은 폴리아닐린 중합 시 사용되는 아닐린의 농도 조절로 가능하다.실험결과 나피온에 폴리아닐린을 첨가함으로써 직접 메탄올 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었다. 폴리아닐린의 추가로 인해 메탄올 투과도와 함수율은 낮아졌고, 이온 전도도는 유지되었다. 0.1M의 아닐린을 사용한 폴리아닐린나피온 복합막은 저온(40 ℃)에서 나피온 보다 20%의 성능향상을 보였다.
직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 내연 엔진 기관의 대안으로 중요한 관심을 끌고 있다. 연료전지는 높은 효율과, 높은 동력밀도를 가지며 오염물질의 배출이 거의 없다. 그러나 직접메탄올 연료전지에서 사용되는 고분자 멤브레인을 통과하는 메탄올 크로스오버 현상은 직접 메탄올 연료전지의 성능 및 실행능력을 제한한다. 직접 메탄올 연료전지 기술이 발전하기 위해서는 높은 이온 전도도를 가지고 물이나 메탄올의 투과도가 낮은 멤브레인의 개발이 필요하다.본 연구에서 메탄올 투과와 이온전도도 그리고 직접 메탄올 연료전지의 성능이 나피온 내의 폴리아닐린에 의해 영향을 받는 것을 알 수 있었다.직접 메탄올 연료전지의 성능향상을 위해 준비된 폴리아닐린나피온 복합멤브레인은 나피온 내의 아닐린 중합으로 이루어졌다. 아닐린 모노머를 나피온 내에 중합함으로써 나피온의 술폰그룹과 아닐린의 양이온을 보다 효과적으로 결합시킬 수 있다. 아닐린 모노머의 화학적 산화를 통해 폴리아닐린과 나피온 복합이 준비된다. 메탄올 투과도와 이온 전도도의 측정은 폴리아닐린 중합 시 사용되는 아닐린의 농도 조절로 가능하다.실험결과 나피온에 폴리아닐린을 첨가함으로써 직접 메탄올 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었다. 폴리아닐린의 추가로 인해 메탄올 투과도와 함수율은 낮아졌고, 이온 전도도는 유지되었다. 0.1M의 아닐린을 사용한 폴리아닐린나피온 복합막은 저온(40 ℃)에서 나피온 보다 20%의 성능향상을 보였다.
Direct methanol fuel cells (DMFC) have attracted considerable attention as an alternative to internal combustion engine technology, since they offer numerous benefits, such as high efficiency, high power density, low or zero emissions and reliability. However, the crossover of methanol through the p...
Direct methanol fuel cells (DMFC) have attracted considerable attention as an alternative to internal combustion engine technology, since they offer numerous benefits, such as high efficiency, high power density, low or zero emissions and reliability. However, the crossover of methanol through the polymer electrolyte membrane in DMFCs still restricts their performance and applications. For the breakthrough of the DMFCs technology, suitable membranes with high proton conductivity and low water and methanol permeability are required. In this study, we investigate the effect on the methanol cross-over, ion conductivity and direct methanol fuel cell performance by modification of Nafion with polyaniline. For the purpose of enhancement in DMFC performance, the PANiNafion composite membrane was prepared by in-situ polymerization in Nafion with aniline. The in-situ polymerization of aniline monomer into Nafion membrane would be more effective to bind sulfone group and cationic center than blending two materials. Therein the polyaniline-impregnated PolyanilineNafion composites were prepared by in-situ chemical oxidation of aniline monomer. Methanol permeation and ionic conductivity controls were also implemented to explore the effects attributed to the presence of polyaniline on in-situ density of Aniline monomer.As a result of experiment the performance of DMFC was enhanced with reduction of methanol permeability by blending polyaniline into Nafion membrane. The water uptake and methanol permeability of Nafion membrane was decreased with polyaniline content, the adding polyaniline can maintain its ionic conductivity. The performance of a unit cell using PolyanilineNafion composite membrane of 0.1 M aniline content was enhanced to 20% of power density compared with that of Nafion membrane at low temperature(40 ℃).
Direct methanol fuel cells (DMFC) have attracted considerable attention as an alternative to internal combustion engine technology, since they offer numerous benefits, such as high efficiency, high power density, low or zero emissions and reliability. However, the crossover of methanol through the polymer electrolyte membrane in DMFCs still restricts their performance and applications. For the breakthrough of the DMFCs technology, suitable membranes with high proton conductivity and low water and methanol permeability are required. In this study, we investigate the effect on the methanol cross-over, ion conductivity and direct methanol fuel cell performance by modification of Nafion with polyaniline. For the purpose of enhancement in DMFC performance, the PANiNafion composite membrane was prepared by in-situ polymerization in Nafion with aniline. The in-situ polymerization of aniline monomer into Nafion membrane would be more effective to bind sulfone group and cationic center than blending two materials. Therein the polyaniline-impregnated PolyanilineNafion composites were prepared by in-situ chemical oxidation of aniline monomer. Methanol permeation and ionic conductivity controls were also implemented to explore the effects attributed to the presence of polyaniline on in-situ density of Aniline monomer.As a result of experiment the performance of DMFC was enhanced with reduction of methanol permeability by blending polyaniline into Nafion membrane. The water uptake and methanol permeability of Nafion membrane was decreased with polyaniline content, the adding polyaniline can maintain its ionic conductivity. The performance of a unit cell using PolyanilineNafion composite membrane of 0.1 M aniline content was enhanced to 20% of power density compared with that of Nafion membrane at low temperature(40 ℃).
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