연료전지 최근발전과 동향

목차

1. 연료전지 개요 및 특징
2. 연료전지 종류
3. 연료전지 시장 및 정책
4. 전세계 연료전지 시장
5. 연료전지 상용화를 위해 해결되어야 할 과제
6. 연료전지 발전 현황

본문내용

연료전지 개요 및 특징
개요
연료전지는 연료의 화학에너지를 전기화학반응에 의해 전기에너지로 직접 변환하는 발전장치로서 연료전지 스택(Stack), 연료변환장치, 주변보조기기(Balance of Plant) 및 제어기술을포함하는 통합기술이다. 즉, 수소와 산소가 발생하는 물 전기분해원리와 반대로 연료가스인수소와 공기 중의 산소를 각각 양극과 음극에 공급하여 연속적으로 전기를 생산하는 전기화학적 발전장치이다. 연료전지에서는 전기와 열이 동시에 발생한다. 연료전지의 기본 구성은 연료극/전해질층/공기극으로 접합되어 있는 셀(cell)이며, 다수의 셀을 적층하여 스택을 구성함으로써 원하는 전압 및 전류를 얻을 수 있다.일반적으로 연료전지 기본 셀에서 전기를 발생시키기 위하여 연료인 수소가스를 연료극 쪽으로 공급하면, 수소는 연료극의 촉매층에서 수소이온(H+)과 전자(e-)로 산화되며, 공기극 에서는 공급된 산소와 전해질을 통해 이동한 수소이온과 외부 도선을 통해 이동한 전자가 결합하여 물을 생성시키는 산소 환원 반응이 일어난다. 이 과정에서 전자의 외부 흐름이 전류를 형성하여 전기를 발생시킨다.
이러한 작동원리를 토대로 연료전지 시스템은 연료개질장치, 연료전지 본체, 전력변환 장치,열 회수시스템으로 구성된다. 연료개질장치는 수소를 함유한 탄화수소계 연료를 수소가 농후한 가스로 변환하여 연료전지에 적합하도록 만들고 연료전지 본체는 수소와 산소 반응을통해 직류전기, 물 및 열을 발생시킨다. 전력변환장치는 직류를 교류로 변화하며 열회수시스템은 본체에서 나오는 폐열을 회수하여 연료개질장치를 예열하거나 열병합발전 시스템에 열을 공급한다.
특징
첫째, 발전효율이 높다.
기존의 발전 방식은 연료를 투입하여 전기를 얻기까지의 과정에서 열 및운동에너지를 포함하고 있기 때문에 여러 곳에서 에너지 손실이 발생한다.

참고 자료

S. G. Meibuhr, Electrochim. Acta, 11, 1301 (1966)
고영태, 이진홍, 공업화학, 3 (4) (1992) 574.
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