5월 8일 중국과학원 장춘응용화학연구소의 863계획 과제 ‘직접 메탄올 연료전지(DMFC, Direct methanol fuel cell) 기술’이 과기부의 전문가 검수를 통과했다.

직접 메탄올 연료전지는 화학에너지를 끊임없이 전기에너지로 전환하는 신재생 청정에너지다. 높은 에너지 전환율, 안전하고 편리한 조작, 발전시간 장기유지의 장점을 지니고 있어 노트북컴퓨터, 전기자동차의 휴대용 중소형화 전원이나 충전전원에 특히 적합하다. 1960년대 초 등장한 이래 첨단기술 국제경쟁에서 핫이슈로 급부상했다.

중국과학원 장춘응용화학연구소는 1990년대 초에 벌써 중국 최초로 직접 알코올 연료 전지 연구에 착수해 전기화학적 촉매(Electrocatalyst), 전극반응과정, 프로톤 교환막 재료의 기초 및 변성, 촉매전극과 촉매전극/프로톤 교환막 복합체, 통합기계를 체계적으로 연구하였다. ‘10.5’(2006-2010년) 초에 중국 최초의 100W급 DMFC 전지스택과 DMFC 전기자전거 개발에 성공했다.

2007년 5월 장춘응용화학연구소와 중국과학원 대련화학물리연구소, 남경사범대학은 863계획 과제(직접 메탄올 연료전지 기술) 지원을 받았다. 3년간 연구과정에 촉매제 제조법을 개선하고 전극 및 MEA 제조공법을 최적화했다. 서로 다른 유동장(flow field) 및 전지구조의 전지 성능에 대한 영향을 연구하고 촉매제 제조 및 성능, 전극 및 막 전극 통합체 제조공법, 전지구조 개선 등에서 핵심기술을 개발했으며, 소형 공기흡입식(air-breathing)과 중형 능동식 DMFC 시제품을 조립하여 전기자전거, 휴대폰, 노트북컴퓨터 전원에 응용했다.

□ ‘10.5’기간에 비해 혁신된 기술을 정리해보면 다음과 같다.

- 순수한 산소 대신 공기를 사용하여 산화제를 제조
- 순수한 메탄올 공급을 실현하고, 시스템 대비 에너지 효율을 대폭 향상
- 전지스택의 부피 대비 출력(volumetric specific power)은 5배 증대
- 배기가스를 효과적으로 처리하고, 메탄올함량은 3.55×10-4mol/L에 불과
- 전지스택의 최대출력 375W, 운행 2,050시간 후 성능은 13.27% 저하, 에너지 전환율 43.85%
- 80℃에서 작동 시 단일 전지의 최대 출력밀도 205mW/㎠

과제 수행기간 국가발명특허 11건 신청, SCI에 발표한 논문은 41편이다. 이 연구 성과는 직접 메탄올 연료전지의 실용화와 산업화를 위한 중요한 기반을 마련하였다.

정보출처 : http://www.ciac.cas.cn/xwzx/kyjz/201105/t20110509_3129910.html