직접 메탄올 연료전지(DMC)란?

이 기사에서는 메탄올 연료전지에 대해 알아보겠습니다. 메탄올 연료전지는 메탄올의 전기화학적 반응으로 생성된 수소와 산소를 결합하여 전기를 만드는 연료전지 기술이다.

직접 메탄올 연료전지 원리

원리를 이해하기 위해, 음극과 음극은 고분자 전해질막을 사이에 두고 양쪽에 위치한다. 음극에서 메탄올과 물은 반응하여 수소 이온과 전자를 생성한다. 생성된 수소이온은 전해질막을 통해 양극으로 이동하며, 양극에서는 수소이온과 전자가 산소와 결합하여 물을 생성한다. 이 경우 작동 원리는 전자가 외부 회로를 가로질러 전류를 발생시키는 것이다. 이러한 단위전지 중 다수는 실제 사용을 위해 조립되어 전력을 증가시키기 위해 사용된다. 일반적인 연료전지 스택에는 양극판이 사용되지만, 마이크로 연료전지에는 단극판이 사용된다. 직접 메탄올 연료전지는 고분자 전해질 연료전지와 같은 부품을 사용하지만, 굳이 수소로 변환하지 않고도 직접 연료로 사용할 수 있어 소형화가 가능하다. OFDM은 CFMEP에 비해 출력밀도가 낮지만, 연료공급이 쉽고 후자보다 출력밀도가 높아 자동차용 에너지원으로서 OFDM을 대체할 가능성이 높은 것으로 알려졌다.

메탄올 연료 전지에 대한 관련 뉴스

삼성전자는 2006년 12월 27일 삼성SDI, 삼성종합기술원과 함께 노트북용 1200 HW(Watt Hour) 대용량 연료전지를 최초로 개발해 'SENSE Q35' 노트북에 탑재했다. 연료전지의 용량은 대형 계류 연료 카트리지(메탄올 1리터 용량)로 하루 8시간을 가정해 노트북 컴퓨터를 약 1개월 동안 사용할 수 있다. 이번에 개발된 직접 메탄올 연료전지는 최대 20W까지 생산할 수 있으며, 특히 에너지 밀도가 650Wh/L에 달해 경쟁사 대비 4배 이상 높다. 2009년 4월 8일 삼성SDI(대표 김순택)와 삼성 전자종합기술(대표 이상완)이 세계에서 가장 효율적인 군을 위한 직접 메탄올 연료전지 개발에 성공했다. 경쟁 대비 에너지 효율은 14%에서 54%로 증가했다. 지속가능성도 7~8배 향상됐다. 별도의 충전재 없이 액체 메탄올만 주입하면 된다. 손바닥보다 약간 큰 3.5kg의 연료전지 시스템으로 1,800Wh의 전력을 공급할 수 있어 병사가 3일(72시간) 연속 사용이 가능하다. 기본 및 보조 배터리는 8-10kg 이상이 필요합니다. 애플은 2011년 11월 한 번 탑재하면 몇 주 동안 사용할 수 있는 수소연료전지를 개발해 특허를 출원했다. 전문가들은 공개하지는 않았지만, 애플이 메탄올 연료전지 기술을 직접 사용했다는 점에 주목했다. 2012년 10월 현재, 낮은 출력 밀도 때문에 직접 메탄올 연료 전지는 리튬 전지보다 이점이 없다. CFMEP와 OFDM은 수명이 짧고 단기간에 가격이 쉽게 내려가지 않을 것으로 예상한다. 2016년 4월, 국내 연료전지 분야에서 가장 특허를 받을 수 있는 기업 중 하나인 삼성SDI가 연료전지 사업에서 철수할 계획이다. 2018년 2월 1일 한국연구재단은 조용훈 강원대학교 교수가 상영, 최만수 서울대 교수와 함께 고성능 연료전지용 박막-전극 조립체를 개발했다고 발표했다. 막-전극 접합체의 구조를 촉매 변화 없이 변형하여 출력 밀도를 최대 42.3%까지 향상했다.