초록 ▼

1. 최종목표
본 연구의 최종목표는 친환경성, 장기보존성, 고에너지밀도, 유지보수비용, 발전효율이 우수한 마그네슘-공기연료전지 시스템을 연구 개발하는 것이다.
· 비에너지(Specific Energy) : 100Wh/kg
· 출력전압 : 12V
· 에너지밀도(Energy Density) : 3Wh/I ∎연료공급방식 : 카트리지공급방식
· 효율(Efficient) : 40~50% ∎출력(kW/cell) : 10~30W
2. 개발내용 및 결과
- 전해액 누출이 방지된 개방형 구조의 고에너지

1. 최종목표
본 연구의 최종목표는 친환경성, 장기보존성, 고에너지밀도, 유지보수비용, 발전효율이 우수한 마그네슘-공기연료전지 시스템을 연구 개발하는 것이다.
· 비에너지(Specific Energy) : 100Wh/kg
· 출력전압 : 12V
· 에너지밀도(Energy Density) : 3Wh/I ∎연료공급방식 : 카트리지공급방식
· 효율(Efficient) : 40~50% ∎출력(kW/cell) : 10~30W
2. 개발내용 및 결과
- 전해액 누출이 방지된 개방형 구조의 고에너지밀도 금속연료단위전지
- 전해액 누출이 방지된 개방 구조의 금속 연료전지(연료 교환형)
- 현장에서 신속 용이하게 교환할 수 있는 연료 카트리지
- 저전력 저소음 고효율 공기 공급을 위한 유로 설계 및 슬러지배출 기술
3. 사업성과
◦ 기술적 성과
- 금속-공기연료전지는 친환경적인 청정에너지를 생성해 냄은 물론 금속연료만 교환하면 반영구적으로 사용할 수 있으므로 경제성이나 환경면에서 매우 효율성이 높기 때문에 기존 화석연료나 원자력 발전에 대한 의존도를 낮출 수 있는 신재생 에너지이다, 따라서 본 금속연료전지기술을 확보함으로 해서 미래의 에너지 대안으로 활용할 수 있다.
- 금속연료를 사용한 발전은 사용용도에 따라서 크기나 부피 등을 최소화할 수 있기 때문에 무선 모바일시대의 전자기기에 필요한 대체 에너지원으로 청정화, 소형화, 무선화, 고기능화가 가능하며 항공우주, 자동차, 의료, 건축 분 야등의 친환경 분야의 전력공급원으로 그 기능을 확대시킬 수 있게 되었다.
◦ 경제적 성과
-고 유가 및 화석에너지 고갈이라는 현 과제의 대안으로서 효율성 높은 독립적인 전원을 제공하는 기술을 바탕으로 하기 때문에 이에 따른 고용창출 및 매출증대 효과를 달성할 수 있다.
- 중장기적으로 본 연구개발 결과는 가정용 전원, 스마트폰, 인터넷단말기, 인터넷전원, TV, 스마트태그 등의 다양한 정보기기에 적용가능하며 현 상용전원 및 배터리 기술과 융합하여 기존의 배터리 중심의 전원공급체계를 획기적으로 전환시킬 수 있다.
◦ 사회적 성과(일자리 창출 등)
-앞으로 발전용 전지시장은 크게 확대 될 것으로 예상되며 기존의 사용전원을 대체할 에너지원으로도 활용가능성이 매우 크다고 하겠다. 따라서 국내 수요는 물론 해외수출에 의한 부가가치를 크게 높일 수 있게 되며 이에 따른 고용창출의 효과가 크게 나타나게 된다.
4. 기술개발 결과 활용계획
- 기존 이차전지, 연료전지를 대체 또는 보완.
- 해양이나 산간 등 전력공급 고립지역의 대체 에너지원으로 활용
- 비상전원으로 활용
- 세계적인 환경 보호, 유해물질 규제 등의 움직임에 따른 대체 에너지원의 확보에 기여할 수 있다.
5. 기술개발자료의 보안관리

목차 Contents

• 사업비사용실적보고서 ... 1
• 최종보고요약서(초록) ... 4
• 개발결과의견서 ... 6
• 표지 ... 7
• 목차 ... 9
• 제 1 장 서론 ... 12
• 제 1 절 금속연료전지 개요 ... 12
• 1.1 금속연료전지의 원리 ... 12
• 1.2 금속연료전지의 구성요소 ... 13
• 1.3 금속연료전지의 전극반응 ... 14
• 1.4 금속연료전지의 종류 ... 16
• 제 2 절 금속연료전지 발전원리 ... 16
• 2.1 산화/환원 반응 ... 16
• 2.2 전극반응 개념도 ... 17
• 제 3 절 금속연료전지의 구조 ... 19
• 3.1 단위 구조모양 ... 19
• 3.2 공기전극 구조 및 내용 ... 19
• 3.3 금속전극의 재질 및 모양 ... 21
• 3.4 전지구성요소 및 성분 ... 23
• 3.5 전지시스템 구성 ... 23
• 제 4 절 전지의 성능평가 ... 24
• 4.1 전지 성능평가 요소 ... 24
• 4.2 전지의 전기적 분극특성 ... 25
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 27
• 제 1 절 S-Typer 금속연료전지 제작 ... 27
• 1.1 S-Type 단위전지 셀 제작 ... 27
• 1.2 S-Type 전지모듈 제작 ... 31
• 1.3 S-Type 전지 시스템 제작 ... 33
• 제 2 절 L-Type 금속연료전지 제작 ... 35
• 2.1 L-Type 단위전지 셀 제작 ... 35
• 2.2 L-Type 전지모듈 제작 ... 39
• 2.3 L-Type 전지 시스템 제작 (그림 2.32) ... 45
• 제 3 절 전기적 특성측정 ... 46
• 3.1 측정 및 실험장치 ... 46
• 3.2 측정방법 ... 47
• 제 3 절 연구결과 및 검토 ... 47
• 3.1 S-Type 금속연료전지의 전기적 특성 ... 48
• 3.2 L-Type 금속연료전지의 전기적 특성 ... 53
• 3.3 공기전극 면적효과 ... 57
• 3.4 Mg 연료 소비량 산출 ... 62
• 3.5 전력발생량 산출 ... 65
• 3.6 전력밀도 계산 ... 67
• 3.7 에너지밀도 계산 ... 69
• 3.8 연구결과 검토 ... 69
• 제 3 장 사업성과 ... 70
• 제 1 절 기술적 성과 ... 70
• 제 2 절 경제적 성과 ... 71
• 제 3 절 활용분야 ... 71
• 제 4 장 결론 ... 72
• 제 1 절 마그네슘금속을 사용하는 전지기술의 확립 ... 72
• 제 2 절 연구개발 제품의 평가 ... 72
• 제 3 절 향후 계획 등을 기술 ... 73
• 부록 ... 73