[연료전지] 연료전지의 모든것

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목차

1. 연료전지의 정의
2. 연료전지의 작동 원리
3. 연료전지의 역사
4. 연료전지의 특징
5. 연료전지의 종류
-인산형 연료전지 (Phosphoric acid fuel cell) P.A.F.C
-용융 탄산염 연료전지 (Molten carbonate fuel cell) M.C.F.C
-직접 메탄올 연료전지 (Direct Mathanool fuel cell) D.M.F.C
-고분자 전해질 연료전지 (Polymer electrolyte membrane fuel cell) P.E.M.F.C
-고체산화물 연료전지 (Solid oxide fuel cell) S.O.F.C
-알칼리 연료전지 (Alkaline Fuel Cell) A.F.C
6. 연료전지의 문제점
7. 실생활 이용 사진

본문내용

1. 연료전지의 정의
연료전지(fuel cell)는 연료가 가진 화학에너지를 화학반응에 의해 직접 전기에너지로 바꾸는 에너지 전환 장치이다. 일반 배터리와는 달리, 연료 전지는 재충전이 필요 없이 연료가 공급되는 한 계속해서 전기를 만들어 낼 수 있는 발전 시스템이다. 연료전지는 전해질(electrolyte)과 두개의 전극(electrode)이 샌드위치처럼 포개어져 있는 형태로 산소와 수소가 각각의 전극으로 흘러갈 때, 전기와 열 그리고 물이 만들어진다. 연료전지에는 천연 가스, 메탄올, 가솔린 등의 다양한 연료가 사용되어질 수 있는데, 연료 개질기(fuel reformer)를 이용해 수소로 개질하여 사용한다.
외부에서 연속적으로 공급되는 연료(수소)와 산소의 전기 화학적 반응에 의해 연료가 가지고 있는 화학 에너지를 전기에너지로 변환시켜주는 장치이다.

2. 연료전지의 작동 원리

연료전지의 기본 개념은 수소와 산소의 반응에 의하여 생성되는 전자의 이동으로 설명할 수 있다.위의 그림에서 보는 바와 같이 수소는 Anode를 통과하고 산소는 Cathode를 통과한다. 수소는 전기 화학적으로 산소와 반응하여 물을 생성하면서 전극에 전류를 발생시킨다. 전자가 전해질을 통과하면서 직류 전력이 발생하며 열도 부수적으로 생산된다. 직류 전류는 직류 전동기의 동력으로 사용되거나 인버터에 의해 교류 전류로 바꾸어 사용된다. 연료전지에서 발생된 열은 개질을 위한 증기를 발생시키거나 냉난방 열로 사용될 수 있으며, 사용되지 않을 경우에는 배기열로 배출된다.
연료전지의 연료인 수소는 순수 수소를 이용하거나, 메탄이나 에탄올 같은 탄화수소를 이용하여 개질이라는 과정을 통해 생산된 수소를 이용한다. 순수한 산소는 연료전지의 효율을 높일 수 있지만 산소 저장에 따른 비용과 무게가 증가하는 문제가 있다. 따라서 공기 중에 산소가 많이 포함되어 있으므로 효율은 좀 떨어지지만 공기를 직접 이용한다. 종합적으로 다음과 같은 반응에 따라 전기와 열 및 물이 생성된다.

참고 자료

없음