초록 ▼

${\bullet}$ 노트북 구동용 DMFC 시스템 개발 : 220Wh/kg 초과 달성, 200Wh/L 초과 달성, 10시간 연속 운전 가능(200ml 메탄올 카트리지 사용시), 100% 메탄올 사용, 시스템 효율 33% 달성
${\bullet}$ 고성능 MEA 개발 : 120 $mW/cm^{2}$ 성능 확보, 상용 수준의 GDL 개발, PtPd 고성능 합금촉매 개발, Sulfonated biphenyl block copolymer 전해질막 개발, Sulfonated

${\bullet}$ 노트북 구동용 DMFC 시스템 개발 : 220Wh/kg 초과 달성, 200Wh/L 초과 달성, 10시간 연속 운전 가능(200ml 메탄올 카트리지 사용시), 100% 메탄올 사용, 시스템 효율 33% 달성
${\bullet}$ 고성능 MEA 개발 : 120 $mW/cm^{2}$ 성능 확보, 상용 수준의 GDL 개발, PtPd 고성능 합금촉매 개발, Sulfonated biphenyl block copolymer 전해질막 개발, Sulfonated poly(arylene ether sulfone)-SiO2 나노복합막 개발, DMFC 촉매의 열화 및 전극 특성 연구
${\bullet}$ 고성능 마이크로 스택 개발 : 스택 부피 $270cm^{2}$ 달성, 단위전지 성능의 75% 이상 확보, 수명 4000 시간 달성, 경량/경박 bipolar plate 개발
${\bullet}$ DC-DC converter 개발 : 효율 96% 달성, 변환회로 소형화 성공
${\bullet}$ BMS, 컨트롤 시스템, 주변장치(BOP) 개발 및 시스템 적용 : 초소형 BMS 개발, 초소형 메탄올 센서 개발, 초소형 BOP 적용, 100% 메탄올 사용 연료 공급 공정 최적화

목차 Contents

• 제 1 장 서론...66
• 제 1 절 Introduction...66
• 제 2 절 직접메탄올 연료전지 기술의 개요...69
• 1. 직접 메탄올 연료전지의 원리...69
• 2. 직접메탄올 연료전지의 구조 및 요소 기술...71
• 3. 관련 기술의 국내외 현황...74
• 4. 개발기술의 경제성...80
• 5. 현존 기술의 문제점 및 해결방안...84
• 6. 기술개발 과제 및 방향성...86
• 제 2 장 MEA 개발...89
• 제 1 절 서론...89
• 1. DMFC MEA 개요...89
• 2. MEA의 구성요소...90
• 3. 장기 내구성...92
• 제 2 절 촉매 개발...94
• 1. 연구배경...94
• 2. 연구 개발 목표 및 연구내용...101
• 3. 고성능 백금계 합금 촉매 개발...103
• 4. 백금이 소량 포함된 합금 촉매 개발...110
• 5. 삼원계 합금 촉매 개발...118
• 6. 결론...129
• 제 3 절 불소계 전해질막 개발...132
• 1. 연구 배경...132
• 2. 이론적 고찰...133
• 3. 술폰화된 가교 polystyrene (PS) /PTFE 복합막의 개발...140
• 4. PFCB 기를 포함하는 술폰화 고분자 막의 제조...157
• 5. PFCB기를 포함하고 있는 술폰화 Random copolymer의 제조...180
• 6. PFCB기를 포함하고 있는 술폰화 Block copolymer의 제조...192
• 7. 결론...210
• 제 4 절 비불소계 전해질막 개발...212
• 1. 기술개발 배경 및 필요성...212
• 2. 연구 목표...214
• 3. DMFC용 고분자전해질막 연구 동향...215
• 4. 술폰화된 Poly (Phthalazinone ether sulfone) (sPPES)/Silica 막...223
• 5. 다양한 술폰화 Poly(phthalazinone ether sulfone ketone) (SPPESK)/Silica 복합막...225
• 6. Carboxyl 그룹이 포함된 술폰화 Poly (arylene ether sulfone) 고분자의 제조...228
• 7. 고분자화 반응이 가능한 분산제를 사용 제조된 유무기 나노복합막...231
• 8. 분산제를 사용 제조된 술폰화 Poly(arylene ether sulfone)-실리카 나노복합막...235
• 9. 분석...237
• 10. 수소이온 교환 막 물질을 위한 술폰화된 Poly(Phthalazinene ether sulfone) (sPPES)/silica 막...241
• 11. 다양한 술폰화 Poly(phthalazinone ether sulfone ketone) (SPPESK)/silica 복합막...249
• 12. Carboxyl 그룹이 포함된 술폰화 Poly (arylene ether sulfone) 고분자의 제조...255
• 13. 고분자화 반응이 가능한 분산제를 사용 제조된 유무기 나노복합막...264
• 14. 분산제를 사용 제조된 술폰화 Poly(arylene ether sulfone) 실리카 나노복합막...273
• 제 5 절 Gas Diffusion Layer 개발...295
• 1. 연구 개발 필요성 및 국내외 현황...295
• 2. 현재 기술의 문제점 및 해결방안...298
• 3. 상용 기술 및 제품의 분석...300
• 4. 확산층을 위한 탄소 슬러리 개발...303
• 5. 메탄올 전극 디자인...310
• 6. 메탄을 전극용 GDL 개발...317
• 7. MPL 도포 및 열처리 공정 개발...325
• 8. 공기극용 GDL 설계 및 특성...328
• 9. 고성능 전극 설계 및 제조...334
• 10. 고성능 담지체를 이용한 촉매 설계 및 제조...339
• 11. 결론...347
• 제 6 절 촉매의 열화 및 전극 특성 연구...348
• 1. 연구 배경...348
• 2. 문헌 조사...350
• 3. 1차년도 연구 목표 및 내용...356
• 4. 1차년도 연구 결과...356
• 5. 2차년도 연구 목표 및 내용...362
• 6. 2차년도 연구 결과...362
• 7. 3차년도 연구 목표 및 내용...374
• 8. 3차년도 연구 결과...374
• 제 7 절 MEA 제조 및 평가...393
• 1. Auto-Spray System을 이용한 MEA의 제조...393
• 2. MEA coating 방법에 따른 MEA성능 변화 연구...397
• 3. CCS로 제조된 MEA의 GDL 최적화...400
• 4. CCM으로 제조된 MEA의 cathode GDL 최적화(1)...405
• 5. CCM으로 제조된 MEA의 cathode GDL 최적화(2)...413
• 6. CCM으로 제조된 MEA의 anode GDL 최적화...416
• 7. 국책 과제 수행...421
• 8. 결론...431
• 제 3 장 스택 개발...433
• 제 1 절 고효율 50W급 DMFC 스택 개발...433
• 1. 서론...433
• 2. 스택내의 물질전달...441
• 3. 스택의 제조 및 운전 특성...463
• 4. 50W 스택의 Dynamic 운전특성...502
• 제 2 절 Bipolar plate 개발...515
• 1. 서론...515
• 2. 연차별 사업 목표...520
• 3. 실험적 배경 및 실험 방법...522
• 4. 결과...529
• 제 4 장 메탄올 공급공정 개발...546
• 제 1 절 서론...546
• 1. 연구 배경...546
• 제 2 절 메탄올 공급 공정 개발...554
• 1. 연료전지 시스템 구성...554
• 2. DMFC 특성 평가...556
• 3. 연료전지 시스템 모델...558
• 4. 농도 제어...568
• 5. 구성 요소 및 시스템 디자인...584
• 제 3 절 메탄올 농도 센서 개발...595
• 1. 연구 개발의 필요성 및 목적...595
• 2. 기존의 메탄올 센서...596
• 3. 전기 화학적 메탄올 센서...598
• 4. 실험 방법...602
• 5. 실험 결과 및 토의...610
• 6. 결론 및 향후 연구 방향...620
• 제 5 장 시스템 개발...622
• 제 1 절 고밀도 고효율 전력 변환 소재 연구...622
• 1. 기술개발의 개요...622
• 2. 국내 BMS의 발전과정...625
• 3. 기술적 경제력 및 파급효과...625
• 4. 기술개발 결과...626
• 제 2 절 DMFC system 개발...649
• 1. 서론...649
• 2. 개발된 DMFC 시스템의 구성도...650
• 3. 개발된 DMFC system의 specification...651
• 4. DMFC system의 분석...652
• 5. 결론...664