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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 남기석
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 전북대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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최근 수년간 미국 및 독일 등 선진국을 중심으로 바이오 가스를 연료로 하는 연료전지 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다. 대부분의 경우, 바이오 가스에 포함된 황화수소, 일산화탄소, 암모니아, 실록산 등 다양한 불순물 때문에 불순물에 대한 피독 염려가 덜한 고온 형 연료전지의 개발이 주류를 이루어 왔다. 하지만 최근 저온 형 연료전지인 고분자 전해질 형 연료전지에서도 바이오 가스를 충분히 연료로 사용 가능하다는 사례가 보고 되고 있지만 실록산에 대한 연구결과는 거의 없는 형편이며 바이오 가스를 저온형 연료전지에 적용하기 위해서는 심도 있는 연구가 필요하다. 이에 따라, 본 연구에서는 바이오 가스에 포함된 다양한 불순물 중에서 실록산에 의한 고분자연료전지 성능 변화 특성을 본 연구에서는 자세히 관찰하였다. 고분자 연료전지 내에서의 실록산 분자의 고리 끊어짐 반응 후 고분자 막을 통한 양극 전극 내에서 음극 전극으로의 이동 현상을 관찰하였다. 실록산 분자의 백금 표면에서의 흡착 특성을 RDE 전극 실험, DFT 모델 계산을 통해서 실록산의 백금 흡착 특성을 분석하였다. 실험결과 실록산의 경우 백금 전극 표면에서의 흡착은 거의 일어나지 않으며 이에 따른 전극 성능 중 활성화 분극에 거의 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 실록산이 음극 전극에 농축될수록 탄소 표면보다는 탄소 공극 사이에 누적되는 것으로 관찰되며, 이에 따른 기체 투과도 문제가 발생하여 농도 분극 영역에서의 저항이 시간이 지날수록 증가하는 것으로 나타났다. 공극내 실록산 농축에 따른 물 거동 특성 변화로 인한 고분자연료전지 내구성을 관찰하였다.
목차
Abstract 11. introduction 32. Reseach Background 52.1 Biogas 52.2 Industry of biogas plant in the world 62.3 Fuel cell technology and utilization trends 93. Experimental 103.1 Gas sampling and analysis of siloxane type 103.2 si mapping of the cross section of MEA 113.3 RDE measurement 123.4 computational details for DFT calculation 133.5 Fabrication and evaluation of MEA 144. Results and discussion 164.1 Acid-initiated, ring-opening polymerization of D$ and its transport from the anode to cathode 164.2 Computational validation and experimental measurement of Pt''s oxygen reduction reaction (ORR)activity 224.3 Electrochemical analysis of membrane electrode assembly (MEA) and accumulation of D4 in effective pores 314.4 Adsorption property of D4 in carbon supports 364.5 Durability of MEA with D4 39Conclusion 44Reference 46Acknowledgement 50
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