전지 해외기술정보

고농도 연료 적용에 의한 고용량 마이크로 연료전지 개발
유비쿼터스 회사의 구축에는 휴대형 전자기기의 장기간에 걸쳐 구동가능한 고용량 모바일 전원의 개발이 필요불가결하다. 연료에 메탄올을 사용하는 다이렉트 메탄올형 마이크로 연료전지(DMFC)는 현재 리튬이온전지에 비해 실효성능에서 약 3배 정도의 고용량화를 기대할 수 있음과 동시에 바이오머스 유리의 메탄올을 연료로 사용할 수 있기 때문에 환경부하 저감의 관점에서도 주목된다.
DMFC의 고용량화에는 메탄올 연료의 고농도화가 중요하다. 그러나 펌프나 팬 등이 보조기류가 없어 소형 경량화에 적합한 패시브형 연료전지의 경우는 고농도의 연료를 사용하면 발전 셀 안의 전극 사이에서 연료의 투과(크로스오버)가 현저해서 연료의 로스를 발생시켜 발전용량이 저하되어 버리는 문제가 있었다.
필자 등은 연료의 크로스오버를 당사 종래 대비 2분의 1로 저감할 수 있는 탄화수소계 고분자 고체전해질 재료 등을 이용하여 새로운 발전 셀을 개발함과 동시에 발전반응에서 발생하는 수분으로 연료를 적절하게 희석함으로써 고농도의 연료를 사용했을 때의 발전효율 저하를 방지, 99% 이상의 고농도 메탄올 연료를 사용할 수 있는 패시브형 마이크로 연료전지 시스템을 개발했다. 또한 해당 기술을 응용하여 (주)엔티티 도코모와 공동으로 제3세대 휴대전화인 FOMA 단말용 충전기를 시작했다. 시작기는 하나의 카트리지(연료용적 18cc의 경우)에서 9Wh이상의 발전능력을 가지며, 휴대전화 내장 리튬이온전지 3개 분량의 충전이 가능하다. 또 어떠한 자세에서도 발전 동작이 가능한 자유로운 방향성 기능이 있기 때문에 휴대전화기 본체와 접속한 채로 이동중이나 통화하면서 모바일 충전을 할 수 있다.
앞으로는 주로 백금 나노입자로 구성된 전극촉매재료를 비롯한 발전 셀 구성재료의 가일층 고성능화 등으로 보다 컴팩트하고 장시간 구동이 가능한 마이크로 연료전지 시스템을 개발해 나갈 계획이다. (NK)