에너지 신.재생에너지-연료전지

연료중 수소와 공기중 산소가 전기 화학 반응에 의해 직접 발전

① 연료극에 공급된 수소는 수소이온과 전자로 분리 →

② 수소이온은 전해질층을 통해 공기극으로 이동하고 전자는외부회로를 통해 공기극으로 이동 →

③ 공기극 쪽에서 산소이온과 수소이온이 만나 반응생성물(물)을 생성

⇒최종적인 반응은 수소와 산소가 결합하여 전기, 물 및 열생성

·         전해질 종류에 따라 연료전지를 구분

개질기(Reformer)

 -화석연료(천연가스, 메탄올, 석유 등)로 부터 수소를 발생시키는 장치

 -시스템에 악영향을 주는 황(10ppb이하), 일산화탄소(10ppm이하) 제어 및 시스템 효율향상을 위한     compact가 핵심기술임

스택(Stack)

 -원하는 전기출력을 얻기 위해 단위전지를 수십장, 수백장 직렬로 쌓아 올린 본체

 -단위전지 제조, 단위전지 적층 및 밀봉, 수소공급과 열회수를 위한 분리판 설계·제작 등이 핵심기술임

전력변환기(Inverter)

 -연료전지에서 나오는 직류전기(DC)를 우리가 사용하는 교류(AC)로 변환시키는 장치

주변보조기기(BOP: Balance of Plant

 -료, 공기, 열회수 등을 위한 펌프류, Blower, 센서 등을 말하며, 연료전지에 특성에 맞는 기술이 미비함

알칼리형(AFC : Alkaline Fuel Cell)

 -1960년대 군사용(우주선 : 아폴로 11호)으로 개발

 -순 수소 및 순 산소를 사용

인산형(PAFC : Phosphoric Acid Fuel Cell)

 -1970년대 민간차원에서 처음으로 기술개발된 1세대 연료전지로 병원, 호텔, 건물 등 분산형
 -전원으로 이용

 -현재 가장 앞선 기술로 미국, 일본에서 실용화 단계에 있음

용융탄산염형(MCFC : Molten Carbonate Fuel Cell)

 -1980년대에 기술개발된 2세대 연료전지로 대형발전소, 아파트단지,대형건물의 분산형
  전원으로 이용

 -미국, 일본에서 기술개발을 완료하고 성능평가 진행 중(250㎾ 상용화, 2MW 실증)

고체산화물형(SOFC : Solid Oxide Fuel Cell)

 -1980년대에 본격적으로 기술개발된 3세대로서, MCFC보다 효율이 우수한 연료전지,
  대형발전소, 아파트단지 및 대형건물의 분산형 전원으로 이용

 -최근 선진국에서는 가정용, 자동차용 등으로도 연구를 진행하고 있으나 우리나라는 다른
  연료전지에 비해 기술력이 가장 낮음

고분자전해질형(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane)

 -1990년대에 기술개발된 4세대 연료전지로 가정용, 자동차용, 이동용 전원으로 이용

 -가장 활발하게 연구되는 분야이며, 실용화 및 상용화도 타 연료전지보다 빠르게 진행되고 있음

직접메탄올연료전지(DMFC : Direct Methanol Fuel Cell)

 -1990년대 말부터 기술개발된 연료전지로 이동용(핸드폰, 노트북 등) 전원으로 이용

 -고분자전해질형 연료전지와 함께 가장 활발하게 연구되는 분야임

출처 : 신.재생에너지센터