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Development of Two-layer Electrode for Direct Methanol Fuel Cell
정두환,홍성화,백동현,송락현,신동열,김혁년,Jung, Doo-Hwan,Hong, Seong-Hwa,Peck, Dong-Hyun,Song, Rak-Hyun,Shin, Dong-Ryul,Kim, Hyuk-Nyun The Korean Electrochemical Society 2003 한국전기화학회지 Vol.6 No.1
The performance of the Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) using multi-layer electrode, which prepared by various anode catalysts and Nafion membranes, was studied for reducing the amount of the metal catalyst loaded in the MEA system. The amount of the catalyst used in this experiment was $3-4 mg/cm^2$ in cathode and $1-2 mg/cm^2$ in anode, respectively. The best performance was to be $230 mS/cm^2$ of MEA3 at $90^{\circ}C$ and 2 bar in this experiment. However, the overall performance of the DMFC was maintained almost the same compared to the general commercial catalyst systems. 전지 성능을 저하시키지 않고 연료극 및 공기극의 귀금속 촉매량을 줄이기 위하여 다층막 전극을 이용한 직접메탄을 연료전지의 성능특성을 조사하였다. 다층막 전극 즉, 연료극과 공기극에 사용된 촉매사용량과 나피온 막의 종류를 변화시키며 최종성능을 측정하였다 본 실험에서 사용된 촉매량은 연료극이 $3-4mg/cm^2$ 공기극이 $1-2mg/cm^2$이다. 본 실험에서는 나피온 115를 사용한 MEA3의 $90^{\circ}C$, 2기압에서 측정 결과 최대 전력밀도인 $230mW/cm^2$를 나타내었다. 이 결과는 현재 시판되고 있는 상용전극과 거의 같은 수준의 성능을 보여주고 있는 반면, 금속 촉매의 양은 기존의 상용전극과 비교하여 약 $50\%$ 정도 감소된 것이다.
NaOH 활성화된 탄소나노섬유의 직접 메탄올 연료전지용 연료극 촉매의 담지체로서의 특성 고찰
신정희 ( Jung Hee Shin ),임성엽 ( Seong Yop Lim ),김상경 ( Sang Kyung Kim ),백동현 ( Dong Hyun Peck ),이병록 ( Bung Rok Lee ),정두환 ( Doo Hwan Jung ) 한국화학공학회 2011 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.49 No.6
NaOH 활성화법을 이용하여 다공성 탄소나노섬유(carbon nanofibers; 이하 CNF)를 온도 범위 700~900℃ 에서 합성하였고, 상기 제조된 다공성 CNF를 담지체로 하여 직접메탄올 연료전지의 연료극용 촉매를 제조하고 평가하였다. NaOH 활성화에 의한 CNF 표면 특성의 변화를 비표면적 및 기공 크기 분포 자료를 통하여 조사하였고, 형상 및 구조의 변화를 전자현미경을 통하여 관찰하였다. 활성화 CNF에 담지된 촉매의 활성을 메탄올 산화 특성 및 단위전지를 통하여 평가하였다. 본 활성화 방법에 의한 기공의 형성과 이에 담지된 촉매의 활성과의 관계에 대한 고찰을 하였다. Porous carbon nanofibers(CNF) were synthesized via NaOH activation at 700~900 ℃, and the porous CNF-supported PtRu catalysts were evaluated for the anode in direct methanol fuel cells. The change of surface characteristics by NaOH activation was examined by analyses of the specific surface area and pore size distribution. The morphological and structural modification was investigated under scanning electron microscopy. The activity of catalysts supported on porous CNFs was examined by cyclic voltammograms and single cell tests. The pore formation on CNF by the NaOH activation was discussed, concerning the catalyst activity, when they were applied as catalyst supports.