연료전지는 친환경, 고효율 에너지원의 하나로 각광받고 있다. 하지만, 제작 비용이 너무 크기 때문에 상용화에 어려움을 겪고있다. 이런 문제를 해결하기 위해서 2002년부터 Microfluidic fuel cell이라는 새로운 타입의 연료전지가 연구되어왔다. Microfluidic fuel cell은 연료와 산화제가 Co-laminar 특성을 이용해 서로 확산을 통해서만 섞이게 되고, 각 전극에서 산화•환원반응을 통해 전기에너지를 생산하는 장치이다. 가공 비용의 감소와 소형화등의 장점이 있지만, 여전히 상용화에는 어려움을 겪고있다. 가장 큰 문제점은 유동을 발생시키는 외부 동력원이 필요하다는 점이다. 따라서, 외부 동력원이 필요하다는 점은 개선되어야 하며 연료 및 전극 재료에 따른 전기 생산 성능 평가가 구체적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 외부 동력원이 필요없는 ...
연료전지는 친환경, 고효율 에너지원의 하나로 각광받고 있다. 하지만, 제작 비용이 너무 크기 때문에 상용화에 어려움을 겪고있다. 이런 문제를 해결하기 위해서 2002년부터 Microfluidic fuel cell이라는 새로운 타입의 연료전지가 연구되어왔다. Microfluidic fuel cell은 연료와 산화제가 Co-laminar 특성을 이용해 서로 확산을 통해서만 섞이게 되고, 각 전극에서 산화•환원반응을 통해 전기에너지를 생산하는 장치이다. 가공 비용의 감소와 소형화등의 장점이 있지만, 여전히 상용화에는 어려움을 겪고있다. 가장 큰 문제점은 유동을 발생시키는 외부 동력원이 필요하다는 점이다. 따라서, 외부 동력원이 필요하다는 점은 개선되어야 하며 연료 및 전극 재료에 따른 전기 생산 성능 평가가 구체적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 외부 동력원이 필요없는 삼투압 펌프를 이용해 미세유체 연료전지를 구동시킬 수 있는 시스템을 개발했다. 본 연구의 시스템에 적합한 연료와 전극을 선정하기 위해서 다양한 연료와 전극을 도입하는 연구가 필요했다. 따라서, 기존에 주로 사용 된 메탄올과 높은 성능을 내는 바나듐을 연료로 사용해 성능을 비교해보고, 전극의 종류에 따른 성능 차이를 비교했다(이때 유량은 3.45 µL/min으로 설정). 바나듐을 연료로 이용해 연구 한 결과 본 연구 결과 중 가장 높은 7 mA/cm2의 전류 밀도와 1.2 V의 개방 회로 전압 값을 얻어냈다. 이 연구를 통하여 연료 소비 효율 향상과 시스템의 소형화 기술을 보였고 상용화 가능성을 제시했다.
연료전지는 친환경, 고효율 에너지원의 하나로 각광받고 있다. 하지만, 제작 비용이 너무 크기 때문에 상용화에 어려움을 겪고있다. 이런 문제를 해결하기 위해서 2002년부터 Microfluidic fuel cell이라는 새로운 타입의 연료전지가 연구되어왔다. Microfluidic fuel cell은 연료와 산화제가 Co-laminar 특성을 이용해 서로 확산을 통해서만 섞이게 되고, 각 전극에서 산화•환원반응을 통해 전기에너지를 생산하는 장치이다. 가공 비용의 감소와 소형화등의 장점이 있지만, 여전히 상용화에는 어려움을 겪고있다. 가장 큰 문제점은 유동을 발생시키는 외부 동력원이 필요하다는 점이다. 따라서, 외부 동력원이 필요하다는 점은 개선되어야 하며 연료 및 전극 재료에 따른 전기 생산 성능 평가가 구체적으로 이루어져야 한다. 본 연구에서는 외부 동력원이 필요없는 삼투압 펌프를 이용해 미세유체 연료전지를 구동시킬 수 있는 시스템을 개발했다. 본 연구의 시스템에 적합한 연료와 전극을 선정하기 위해서 다양한 연료와 전극을 도입하는 연구가 필요했다. 따라서, 기존에 주로 사용 된 메탄올과 높은 성능을 내는 바나듐을 연료로 사용해 성능을 비교해보고, 전극의 종류에 따른 성능 차이를 비교했다(이때 유량은 3.45 µL/min으로 설정). 바나듐을 연료로 이용해 연구 한 결과 본 연구 결과 중 가장 높은 7 mA/cm2의 전류 밀도와 1.2 V의 개방 회로 전압 값을 얻어냈다. 이 연구를 통하여 연료 소비 효율 향상과 시스템의 소형화 기술을 보였고 상용화 가능성을 제시했다.
Fuel cells are attracting attention as an environmentally frienfdly, high-efficiency energy source. However, the production cost is so large that it is difficult to commercialize it. To solve this problem, a new type of fuel cell called a microfluidic fuel cell has been studied since 2000s. The micr...
Fuel cells are attracting attention as an environmentally frienfdly, high-efficiency energy source. However, the production cost is so large that it is difficult to commercialize it. To solve this problem, a new type of fuel cell called a microfluidic fuel cell has been studied since 2000s. The microfluidic fuel cell is a device that produces electric energy through oxidization and reduction reaction at each electrode, where fuel and oxidizer are mixed only by diffusion for the Co-laminar characteristics. There are advantages such as reduction of processing cost and miniaturization, but it is still difficult to commercialize. The main reason is that an external power source is needed to drive the microfluidic fuel cell. Therefore, the need of external power source should be improved,and the evaluation of the electricity production performance according to fuel and electrode material should be concretely performed. In this study, we developed the microfluidic fuel cell driven by osmotic pump that does not require an external power source. In order to select suitable fuel and electrode for the system of this study, it was necessary to study various fuels and electrodes. Therefore, we compared the performance using methanol and vanadium as the fuel, and compared the performance according to the type of electrode(at this time, the flow rate is set to 3.45 µL/min). As a result of the study using vanadium as the fuel, the highest current density of 7 mA/cm2 and the open circuit voltage of 1.2 V were obtained. This study shows the methods to improve the fuel consumption efficiency and miniaturize the microfluidic fuel cell system, and thus suggest the possibility of commercialization.
Fuel cells are attracting attention as an environmentally frienfdly, high-efficiency energy source. However, the production cost is so large that it is difficult to commercialize it. To solve this problem, a new type of fuel cell called a microfluidic fuel cell has been studied since 2000s. The microfluidic fuel cell is a device that produces electric energy through oxidization and reduction reaction at each electrode, where fuel and oxidizer are mixed only by diffusion for the Co-laminar characteristics. There are advantages such as reduction of processing cost and miniaturization, but it is still difficult to commercialize. The main reason is that an external power source is needed to drive the microfluidic fuel cell. Therefore, the need of external power source should be improved,and the evaluation of the electricity production performance according to fuel and electrode material should be concretely performed. In this study, we developed the microfluidic fuel cell driven by osmotic pump that does not require an external power source. In order to select suitable fuel and electrode for the system of this study, it was necessary to study various fuels and electrodes. Therefore, we compared the performance using methanol and vanadium as the fuel, and compared the performance according to the type of electrode(at this time, the flow rate is set to 3.45 µL/min). As a result of the study using vanadium as the fuel, the highest current density of 7 mA/cm2 and the open circuit voltage of 1.2 V were obtained. This study shows the methods to improve the fuel consumption efficiency and miniaturize the microfluidic fuel cell system, and thus suggest the possibility of commercialization.
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