○ 아연-공기연료전지(ZAFCs: Zinc-Air Fuel Cells)는 액체 알칼리 전해질 속에서 아연과 산소가 반응하여 전기를 생산하는 연료전지이다. 이 연료전지는 알칼리 연료전지의 하나로 신에너지의 발전기로 상당한 퍼텐셜을 갖는 발전기이다. 이 연료전지는 효율이 높고 거의 완전하게 재생되며, 귀금속 촉매를 사용하지 않기 때문에 제작비가 저렴하다.

○ 이는 또한 환경적으로 깨끗한데, 가스의 발생이 없으면서 반응물로 생성되는 산화아연은 완전히 재생 가능하기 때문이다. 이의 용도는 휴대용이거나 이동기기 및 정치형의 발전 및 군용목적에 활용할 수 있다. 대체 전력으로서 높은 퍼텐셜을 가짐에도 불구하고 아직 상용화의 전단계인 것은 몇 가지의 불확실성이 남아 있기 때문이다.

○ 이 글은 성공적으로 상업화되어 있는 적은 숫자의 연료전지 중의 하나인 ZAFC의 구성, 디자인과 공기 양극의 제법을 조사한 리뷰논문을 요약한 것이다. 앞으로 유망하다고 보는 공기 양극의 조성은 산화물들과 스피넬, 퍼로브스카이트, 피로클로르와 이들의 혼합물들로 이루어진다. 이들의 주류를 이루고 있는 구조는 MnO2, Ag, Co3O4, La2O3 등이다.

○ 이들을 제조하는 대표적인 방법인 졸-겔법과 역 미셀법(RM)은 카본 위에 가장 균일하게 촉매를 분산시키고 가장 높은 BET 표면적을 제공한다. 문제는 공기 양극의 디자인에서 카본 블랙의 형태, 결합제, 집전체, 테플론 막, GDL의 열처리와 촉매층이 성능에 강한 영향을 미친다는 점이다.

○ ZAFC에 대한 몇 안 되는 논문 중에서 KIST의 Kim 등이 대체에너지로서의 ZAFC의 가능성에 대하여 기술하고 있다. 이 연료전지에 대한 문제는 궁극적으로 공기 양극의 성능에 있다. 다층 촉매 전극은 개선 가능성이 있으며, OH-이온의 이동거리를 짧게 하는 등의 셀 구조의 변화를 주어 개선할 수 있는 가능성이 있다.

출처:REseat


아연-공기 연료전지의 공기 양극.pdf