연료전지의 특징과 원리

소개글

연료전지
-연료전지의 원리
-연료전지의 특징
-연료전지의 종류

목차

1. 연료전지란?
2. 연료전지의 원리
3. 연료전지의 특징
4. 연료전지의 종류
5. SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)
6. DMFC(Direct Methanol Fuel Cell)

본문내용

1. 연료전지란?

에너지절약과 환경오염물질 절감이 가능한 대체에너지로서 자원절약형 고품질 전력 에너지원 이다. 주로 수소에너지로부터 전기 에너지를 발생시킨다.

2. 연료전지의 원리

수소와 산소가 가지고 있는 화학 에너지를 전기화학반응에 의하여 직접 전기 에너지로 변형시키는 고효율의 무공해 발전 장치로서 공기극(Cathode)에는 산소가, 연료극(Anode)에는 수소가 공급되어 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행된다. 이로 인하여 전기, 열, 물이 발생하는 발전장치라 할수 있으며, 일반적으로 산화환원반응을 이용한 점이 보통의 화학전지와 같지만, 닫힌계 내에서 전지반응을 하는 화학전지와 달리 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되어, 반응 생성물도 역시 연속적으로 계 외로 제거 된다. 가장 전형적인 것이 위에 그림에서 보는 수소-산소 연료전지이다.

*수소-연료전지의 반응과정
① 연료극(양극)에 공급된 수소는 수소이온과 전자로 분리된다.
② 수소이온은 전해질층을 통해 공기극으로 이동하고, 전자는 외부회로를 통 해 공기극으로 이동한다.
③ 공기극(음극)쪽에서 산소이온과 수소이온이 만나 반응생성물(물)을 생성 ④ 최종적인 반응은 수소와 산소가 결합하여 전기, 물 및 열생성한다.


3. 연료전지의 특징

①고효율 : Carnot Cycle의 제한을 받지 않는다. (40%이상)
②무공해 : 질산 및 환산화물을 발생시키지 않으며, 이산화탄소의 양도 적다.
③무소음 : Moving Parts가 없으며, 다량의 냉각수가 필요 없다.
④모듈화 : 건설과 증설이 용이하고, 다양한 용량이 가능하다.
⑤다연료 : 수소, 천연가스, 매립지가스등 여러 가지 연료가 사용가능하다.
⑥접근성 : 도심부근에 설치가 가능하며 송배전시 설비및 전력 손실이 적다.
⑦다양성 : 부하 변동에 따라 신속히 반응하며, 설치 형태에 다라서 현지
설치형, 분산 배치형, 중앙 집중형 등 다양한 용도로 사용가능하다

참고 자료

-http://science.nasa.gov/headlines/y2003/18mar_fuelcell.htm
-http://blog.naver.com/callihong?Redirect=Log&logNo=140062347409
-http://www.ecn.nl