초록 ▼

□ 연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 열에너지로 변환하지 않고 직접 전기에너지로 변환할 수 있기 때문에 저온에서도 에너지 변환 효율이 높고 미래 발전 시스템으로 기대되고 있다. 그 중에서도 고체고분자형 연료전지는 상온 부근에서 조작할 수 있기 때문에 작은 유닛으로 발전이 가능하여 휴대용 전원, 자동차용 전원 및 가정용 전원으로 기대되고 있다.

□ 지금까지 양성자 전도성 전해질막의 연구개발은 단지 양이온 교환수지의 내열성이나 이온 전도성을 개선하는 쪽으로 진행되어 왔으나, 최근 막의 나노 구조와 그의 습

□ 연료전지는 연료가 가지고 있는 화학에너지를 열에너지로 변환하지 않고 직접 전기에너지로 변환할 수 있기 때문에 저온에서도 에너지 변환 효율이 높고 미래 발전 시스템으로 기대되고 있다. 그 중에서도 고체고분자형 연료전지는 상온 부근에서 조작할 수 있기 때문에 작은 유닛으로 발전이 가능하여 휴대용 전원, 자동차용 전원 및 가정용 전원으로 기대되고 있다.

□ 지금까지 양성자 전도성 전해질막의 연구개발은 단지 양이온 교환수지의 내열성이나 이온 전도성을 개선하는 쪽으로 진행되어 왔으나, 최근 막의 나노 구조와 그의 습윤 및 건조 상태에 있어서 변화, 프로톤, 물, 연료와 산소분자의 이동 경로, 메커니즘 및 발전 중의 막 분해 메커니즘 등이 서서히 밝혀짐에 따라 PEFC, DMFC용 전해질로 분자수준에서 설계된 막 재료가 점차 창출되고 있다.

□ 현재 고분자 전해질막으로는 Dupont사의 Nafion막, Asahi Gasei(주)의 Aciplex막, Dow Chemical사의 XUS 막, Gore-Tex사의 Gore-Select 막, Asahi Glass(주)의 Flemion 막 등이 개발되고 있으나, 이들은 모두 불소계 수지를 기본으로 하는 전해질막이다. 최근 전해질막의 내열성, 화학안정성 및 기계적 강도 등을 개량한 탄화수소계 전해질막이 연구되고 있다.

□ 연료전지용 이온 교환막의 사용량을 가장 기대할 수 있는 분야는 자동차 분야이다. 그러나 자동차용 연료전지에서는 비용, 고신뢰성, 내진동성, 내충격성 및 자동차 메이커가 요구하는 높은 온도에서 사용할 수 있는 전해질막이 개발되어야 할 것이다. 한편 연료전지의 보급 저해 요인으로는 이온 교환막의 저비용화, 신뢰성 확보, 대량 공급체제의 조기 실현이 큰 과제이며, 30㎛ 이하의 박막화가 요구되고 있다.

□ 앞으로 막전극 접합체(MEA) 제작에 있어서 문제점이나 재생성도 고려할 필요가 있는 등 아직 극복해야 할 문제가 많다. 고분자 전해질형 연료전지의 조기 실용화를 위해서 가까운 장래에 불소계 전해질막을 초월하는 재료가 출현해야 할 것이다.