고분자 전해질형 연료전지는 높은 에너지효율, 낮은 작동온도, 높은 에너지밀도 및 빠른 구동속도로 인하여 소형발전시스템, 가정용 연료전지 및 자동차 분야에 폭넓게 사용될 수 있어 많은 연구가 진행되었다. 고분자 전해질형 연료전지의 핵심 구성요소중 하나인 분리판은 반응물인 수소와 산소 및 공기를 흐르게 하는 유로를 갖으며, ...
고분자 전해질형 연료전지는 높은 에너지효율, 낮은 작동온도, 높은 에너지밀도 및 빠른 구동속도로 인하여 소형발전시스템, 가정용 연료전지 및 자동차 분야에 폭넓게 사용될 수 있어 많은 연구가 진행되었다. 고분자 전해질형 연료전지의 핵심 구성요소중 하나인 분리판은 반응물인 수소와 산소 및 공기를 흐르게 하는 유로를 갖으며, MEA 등과 같은 구성요소의 지지체역할을 함과 동시에 발생된 전자를 모아주는 집전체 역할을 한다. 분리판은 연료전지 스택중 60%에 해당하는 무게비중과 30%에 해당하는 가격비중을 차지하고 있으므로 연료전지가 보급되기 위해서는 분리판의 경량화와 낮은가격으로 제조할 수 있는 복합체 및 연속공정을 통한 경제성 확보가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 열가소성 고분자인 폴리페닐렌설파이드 수지(PPS)에 전도성 충전제로서 흑연과 카본블랙을 사용하여 높은 전기전도도와 높은 기계적강도를 갖음과 동시에 낮은 기체투과특성과 높은 내부식성을 갖는 복합체를 제조하였다. 복합체 제조시 흑연을 주 충전제로 사용하였으며 적은 함량으로도 전기전도도를 급격하게 높일 수 있는 카본블랙을 보조 충전제로 사용하였다.
고분자 전해질형 연료전지는 높은 에너지효율, 낮은 작동온도, 높은 에너지밀도 및 빠른 구동속도로 인하여 소형발전시스템, 가정용 연료전지 및 자동차 분야에 폭넓게 사용될 수 있어 많은 연구가 진행되었다. 고분자 전해질형 연료전지의 핵심 구성요소중 하나인 분리판은 반응물인 수소와 산소 및 공기를 흐르게 하는 유로를 갖으며, MEA 등과 같은 구성요소의 지지체역할을 함과 동시에 발생된 전자를 모아주는 집전체 역할을 한다. 분리판은 연료전지 스택중 60%에 해당하는 무게비중과 30%에 해당하는 가격비중을 차지하고 있으므로 연료전지가 보급되기 위해서는 분리판의 경량화와 낮은가격으로 제조할 수 있는 복합체 및 연속공정을 통한 경제성 확보가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 열가소성 고분자인 폴리페닐렌설파이드 수지(PPS)에 전도성 충전제로서 흑연과 카본블랙을 사용하여 높은 전기전도도와 높은 기계적강도를 갖음과 동시에 낮은 기체투과특성과 높은 내부식성을 갖는 복합체를 제조하였다. 복합체 제조시 흑연을 주 충전제로 사용하였으며 적은 함량으로도 전기전도도를 급격하게 높일 수 있는 카본블랙을 보조 충전제로 사용하였다.
Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) is one of the most widely researched fuel cell technologies because zero-emission power source for transport and stationary cogeneration applications due to its high efficiency, low-temperature operation, high power density, fast start-up and system robustne...
Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) is one of the most widely researched fuel cell technologies because zero-emission power source for transport and stationary cogeneration applications due to its high efficiency, low-temperature operation, high power density, fast start-up and system robustness. Bipolar plate is a vital component of PEMFC, which supplies fuel and oxidant to reactive sites, removes reaction products, collects produced current and provides mechanical support for the cells in the stack. Bipolar plates constitute more than 60% of the weight and 30% of the total cost in a fuel cell stack. Hence, for wide-spread usage of the PEMFC, cost reduction of the bipolar plate is necessary. One approach to the cost reduction is to develop new materials with low manufacturing cost such as carbon composites and metal alloys. In this study, graphite/carbon black filled composites with higher filler content (>80wt%) were manufactured to accomplish high electrical conductivity(about 200S/cm) and flexural strength(about 50MPa). Graphite powder was the main filler to increase the electrical conductivity of composites by direct physical contact between graphite powders. Carbon black was added in the composite to obtain the additional increase of conductivity by using its very low percolation threshold. Polymer composites had good chemical resistance in 1M sulfuric acid at 80℃ and low gas permeability.
Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) is one of the most widely researched fuel cell technologies because zero-emission power source for transport and stationary cogeneration applications due to its high efficiency, low-temperature operation, high power density, fast start-up and system robustness. Bipolar plate is a vital component of PEMFC, which supplies fuel and oxidant to reactive sites, removes reaction products, collects produced current and provides mechanical support for the cells in the stack. Bipolar plates constitute more than 60% of the weight and 30% of the total cost in a fuel cell stack. Hence, for wide-spread usage of the PEMFC, cost reduction of the bipolar plate is necessary. One approach to the cost reduction is to develop new materials with low manufacturing cost such as carbon composites and metal alloys. In this study, graphite/carbon black filled composites with higher filler content (>80wt%) were manufactured to accomplish high electrical conductivity(about 200S/cm) and flexural strength(about 50MPa). Graphite powder was the main filler to increase the electrical conductivity of composites by direct physical contact between graphite powders. Carbon black was added in the composite to obtain the additional increase of conductivity by using its very low percolation threshold. Polymer composites had good chemical resistance in 1M sulfuric acid at 80℃ and low gas permeability.
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