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화학공학 = Korean chemical engineering research v.45 no.4 = no.243, 2007년, pp.391 - 395   피인용횟수: 1

새로운 전극 바인더(sPEEK/Nafion)를 도입한 직접 메탄올 연료전지의 성능 : 바인더 함량의 영향
Performance of Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) based on New Electrode Binder (sPEEK/Nafion): Effect of Binder Content

정호영   (한국과학기술원 생명화학공학과  ); 박정기   (한국과학기술원 생명화학공학과  );
  • 초록

    술폰화한 폴리에테르에테르케톤(sPEEK)과 나피온(Nafion) 아이오노머를 혼합한 새로운 전극 바인더를 제조하여 DMFC 용 음극 바인더로서 적용 가능성을 고찰하였다. 새롭게 제조한 혼합 바인더는 높은 수소 이온 전도도와 메탄올 전달 속도 및 낮은 용해도와 우수한 기계적 물성을 나타냈다. 이를 도입한 음극에서 혼합 바인더 함량에 따른 셀 성능을 고찰하였으며, 10 wt% 혼합 바인더를 도입한 음극으로 구성된 셀이 가장 우수한 성능을 나타냈다.


    A new electrode binder mixed with sulfonated poly (ether ether ketone) (sPEEK) and Nafion is prepared and investigated as an anode binder for direct methanol fuel cell (DMFC). The mixed binder (95 wt% sPEEK/5 wt% Nafion) shows high proton conductivity and methanol transport rate as well as no dissolution and brittleness. The effect of content as an anode binder on the performance of the cell with the given cathode is investigated. The unit cell with the anode containing 10wt% mixed binder showed the highest cell performance.


  • 주제어

    Poly(ether ether ketone) .   Nafion .   Binder .   Electrochemical Activity .   Fuel Cell.  

  • 참고문헌 (21)

    1. Harrison, W. L., Hickner, M. A., Kim, Y. S. and McGrath, J. E., 'Poly(Arylene Ether Sulfone) Copolymers and Related Systems from Disulfonated Monomer Building Blocks: Synthesis, Characterization, and Performance-A Topical Review,' Fuel Cells 5(2), 201-212(2005) 
    2. Lin, J. C., Ouyang, M., Fenton, J. M., Kunz, H. R., Koberstein, J. T. and Cutlip, M. B., 'Study of Blend Membranes Consisting of Nafion and Vinylidene Fluoride-Hexafluoropropylene Copolymer,' J. Appl. Pol. Sci. 70, 121-127(1998) 
    3. Zook, L. A. and Leddy, J., 'Density and Solubility of Nafion: Recast, Annealed, and Commercial Films,' Anal. Chem. 68, 3793-3796(1996) 
    4. Kim, Y. S., Hickner, M. A., Dong, L., Pivovar, B. S. and McGrath, J. E., 'Sulfonated Poly(arylene ether sulfone) Copolymer Proton Exchange Membranes: Composition and Morphology Effects on the Methanol Permeability,' J. Membrane Science 243, 317-326 (2004) 
    5. Jiang, R., Kunz, H. R. and Fenton, J. M., 'Investigation of Membrane Property and Fuel Cell Behavior with Sulfonated Poly(ether ether ketone) Electrolyte: Temperature and Relative Humidity Effects,' J. Power sources 150, 120-128(2005) 
    6. Kim, Y. S., Dong, L., Hickner, M. A., Pivovar, B. S. and McGrath, J. E., 'Processing Induced Morphological Development in Hydrated Sulfonated Poly(arylene ether sulfone) Copolymer Membranes,' Polymer 44, 5729-5736(2003) 
    7. Nordlund, J., Roessler, A. and Lindbergh, G., 'The Influence of Electrode Morphology on the Performance of a DMFC Anode,' J. Applied Electrochemistry 32, 259-265(2002) 
    8. Siroma, Z., Sasakura, T., Yasuda, K., Azuma, M. and Miyazaki, Y., 'Effects of Ionomer Content on Mass Transport in Gas Diffusion Electrodes for Proton Exchange Membrane Fuel Cells,' J. Electroanalytical Chemistry 546, 73-78(2003) 
    9. Miyatake, K., Zhou, H., Matsuo, T., Uchida, H. and Watanabe, M., 'Proton Conductive Polyimide Electrolytes Containing Trifluoromethyl Groups: Synthesis, Properties, and DMFC Performance,' Macromolecules 37, 4961-4966(2004) 
    10. Siroma, Z., Fujiwara, N., Ioroi, T., Yamazaki, S., Yasuda, K. and Miyazaki, Y., 'Dissolution of Nafion Membrane and Recast Nafion Film in Mixtures of Methanol and Water,' J. Power Sources 126, 41-45(2004) 
    11. Moore, R. B. and Martin, C. R., 'Chemical and Morphological Properties of Solution-Cast Perfluorosulfonate Ionomers,' Macromolecules 21, 1334-1339(1988) 
    12. Passalacqua, E., Lufrano, F., Squadrito, G., Patti, A. and Giorgi, L., 'Nafion Content in the Catalyst Layer of Polymer Electrolyte Fuel Cells: Effects on Structure and Performance,' Electrochimica Acta 46, 799-805(2001) 
    13. Moore, R. B. and Martin, C. R., 'Procedure for Preparing Solution-Cast Perfluorosulfonate Ionomer Films and Membranes,' Anal. Chem. 58, 2569-2570(1986) 
    14. Jung, H. Y., Sung, K. A., Kim, W. K., Jung, Y. C., Ha, H. Y. and Park, J. K., 'New Electrode Binder for Anode of DMFC,' in preparation (2007) 
    15. Gebel, G., Aldebert, P. and Pineri, M., 'Structure and Related Properties of Solution-Cast Perfluorosulfonated Ionomer Films,' Macromolecules 20, 1425-428(1987) 
    16. Dinh, H. N., Ren, X., Garzon, F. H., Zelenay, P. and Gottesfeld, S., 'Electrocatalysis in Direct Methanol Fuel Cells; in-situ Probing of PtRu Anode Catalyst Surfaces,' J. Electroanalytical Chemistry 491, 222-233(2000) 
    17. Jung, H. Y., Cho, K. Y., Lee, Y. M., Park, J. K., Choi, J. H. and Sung, Y. E., 'Influence of Annealing of Membrane Electrode Assembly (MEA) on Performance of Direct Methanol Fuel Cell (DMFC),' J. Power Sources, 163(2), 952-956(2007) 
    18. Vielstich, W., Lamm, A. and Gasteiger, H. A., Handbook of Fuel Cells, Vol. III, 527(2003) 
    19. Cho, K. Y., Jung, H. Y., Choi, N. S., Sung, S. J., Park, J. K., Choi, J. H. and Sung, Y. E., 'A Coated Nafion Membrane With a PVdF Copolymer/Nafion Blend for Direct Methanol Fuel Cells (DMFCs),' Solid State Ionics 176(39-40), 3027-3030(2005) 
    20. Jung, H. Y., Cho, K. Y., Sung, K. A., Kim, W. K. and Park, J. K., 'The Effect of Sulfonated Poly(ether ether ketone) as an Electrode Binder for Direct Methanol Fuel Cell,' J. Power Sources, 163(1), 56-59(2006) 
    21. Kaliaguine, S., Mikhailenko, S. D., Wang, K. P., Xing, P., Robertson, G. and Guiver, M., 'Properties of SPEEK Based PEMs for Fuel Cell Application,' Catalysis Today 82, 213-222(2003) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Jung, Ho-Young 2011. "Understanding of Polymer Electrolyte Membrane for a Unitized Regenerative Fuel Cell (URFC)" 공업화학 = Applied chemistry for engineering, 22(2): 125~132     

 저자의 다른 논문

  • 박정기 (16)

    1. 1993 "비활성 세라믹 분말이 고분자 전해질의 전기적, 기계적 특성에 미치는 영향" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 3 (3): 237~244    
    2. 1993 "메타크릴레이트계 4차 암모늄 유도체 고분자 전해질의 감습특" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 3 (6): 598~605    
    3. 1996 "복합재료 섬유흡착제를 이용한 해수로부터 우라늄 분리에 관한 연구(2)(흡-탈착 특성)" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 6 (8): 761~767    
    4. 1998 "저주파 영역에서 고분자 재료의 음속 측정에 관한 연구" 한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea 17 (8): 58~63    
    5. 1998 "폐 FRP/불포화 폴리에스테르 수지 복합재의 기계적 물성에 미치는 실란계 커플링제 (3-methylacryloxyvinyl silane) 영향" 한국재료학회지 = Korean journal of materials research 8 (1): 13~18    
    6. 1998 "고분자 전해질의 최근 연구 동향" 고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology 9 (2): 125~130    
    7. 2000 "방사선 중합법에 의한 ACF/PP-g-AAc 혼성섬유 흡착제의 합성 및 중금속 분리 특성에 관한 연구" 폴리머 = Polymer (Korea) 24 (1): 1~7    
    8. 2004 "고도 정보화시대의 생명을 불어넣는 심장, 차세대전지" 과학과 기술 = The science & technology 37 (6): 94~97    
    9. 2006 "Enhancement of the Ionic Conductivity and Mechanical Strength of Micro-porous Separator by Uni-axial Drawing" 전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society 9 (1): 29~33    
    10. 2006 "수소 이온 전도성 고분자 전해질 막의 특허 정보 조사 및 기술 동향 분석" 고분자 과학과 기술 = Polymer science and technology 17 (4): 465~474    

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