고분자막을 이용하는 타입 카본블랙 탄소입자

에너지 효율과 배출 가스의 적음으로부터 연료 전지의 실용화가 크게 기대되고 있으며 많은 연구가 이루어지고있다. 그러나 현재 연료 전지는 전력을 유지하는 것이 어렵기 때문에 실용화에는 이르지 못하고있다. 또한 연료 전지의 효율은 백금 촉매의 표면적에 유래하는 것이지만, 전기를 통하기 위해 현재 사용되고 있는 카본블랙이라는 탄소입자는 백금 입자를 내부에 잡아 버리기 때문에 백금 연료를 만지는 표면적을 빼앗아 버린다. 또한 카본 블랙은 시간과 함께 기능이 손실되어 버린다. 그래서 이번에 예일 대학의 Jan Schroers 박사와 Andre Taylor 박사의 연구팀에 의해 연료 전지에 종래의 2.4 배의 수명을 갖게 더욱 플래티넘 촉매를 방해하지 않는 기술이 개발되었다. 머리카락 너비의 1 만분의 1 정도의 길이에 해당하는 13나노 미터의이 물질은 비정질 금속 (금속 유리)로 만든 카본 블랙의 3 분의 1 정도의 크기로 매우 큰 표면적을 갖는 . 또한 플래티넘 촉매의 방해도 하지 않기 때문에 큰 진전이라고 할 수있다.

알칼리 전해질형 연료전지(AFC, Alkaline Fuel Cell)는 수산화 이온을 이온전도체로하고, 알칼리 전해액을 전극 사이의 구분에 함 침해시켜 셀을 구성하고있다. PEFC 뿐만 아니라 고분자막을 이용하는 타입도 보고되고있다. 가장 구조가 간단하며, 알칼리 분위기에서의 사용이기 때문에, 니켈산화물등의 저렴한 전극 촉매를 이용 할 수있다, 상온에서 액체 전해질을 사용함으로써에서 셀 구성도 간단하게 할 수 있기 때문에 신뢰성이 높고, 우주 용도등에 실용화되고있는 연료 전지이다. 한편, 개질된 탄화수소계 연료로부터 수소를 추출하고, 탄화수소가 혼입되어있는 경우 알칼리성 전해액이 탄산염을 발생 열화한다. 마찬가지로 공기를 산화제로 이용하면 전해액이 이산화탄소를 흡수하여 열화하기 때문에 고순도 산소를 산화제로 사용할 필요가있다. 수소의 순도를 높이기 위해서는, 팔라듐막을 투과시킴으로써 순도를 높인다. 전해질이 수용액이기 때문에 작동 온도 범위는 전해액이 동결 · 증발하지 않는 온도로 제한된다. 또한 온도에 따라 이온의 이동도 (확산 계수)가 변화하고 발전 능력에 영향을 주기 때문에 온도 조건이 엄격하다. 니켈계 촉매는 일산화탄소 , 탄화수소, 산소 및 수증기등에 의해 활성이 낮아 지므로 수소 연료의 순도는 중요하다. 이러한 불순물로서 포함 개질 수소의 사용은 바람직하지 않다.