태양전지 연료전지 PEMFC DSSC 예비

소개

2011 1학기 공업화학실험 자료입니다.

목차

1. 실험목적
2. 기본이론조사

본문내용

연료전지 발전 시스템은 크게 4가지로 구성된다. 연료 개질기(수소를 함유한 LNG, LPG, CH4와 같은 일반염료로부터 수소를 많이 포함하는 가스로 변환), 연료 전지 본체 (연료개질기의 수소와 공기 중의 산소로 직류전기, 물, 열을 발생), 전력 변환 장치(직류 전기를 교류 전기로 변환), 폐열회수장치(반응열과 폐열을 이용하여 플랜트의 효율을 높임) 등으로 구성된다.
⑵ 연료전지의 종류 <전해질에 따른 분류>
① 알칼리형 (AFC : Alkaline Fuel Cell)
: 전해질로 진한(85%) KOH를 사용하는 고온용(205℃)과 묽은(35-50%) KOH를 사용하는 저온용(120℃이하)이 있다. 전해질은 매트릭스 안에 체류시켜 사용하며 이산화탄소에 취약하므로 순수한 연료를 사용한다. 반응 속도 촉진을 위해 고압에서 운전하고, 수소의 저장과 이산화탄소의 경제적 제기는 알칼리 연료전지의 상업화에 가장 중요하다
② 인산형 (PAFC : Phosphoric Acid Fuel Cell) : 액체 인산염을 전해질로 사용하며 다공질 전극과 Pt 촉매를 사용하고 220℃도 저온에서 운전한다. 연료전지 반응시 반응열을 냉각시켜야 하는데 이 반응열을 이용하면 효율을 70%로 높일 수 있다. 휴대용, 자동차용 및 고정용 전원에 응용되고 있다.
③ 용융탄산염형 연료전지 (MCFC : Molten Carbonate Fuel Cell) : 낮은 용융점을 가지는 알칼리 탄산염으로 조합된 전해질을 LiAlO2의 세라믹 매트릭스에 체류시켜 이용한다. 탄산 이온이 전도성을 띠는 600~700℃에 용융염으로 운전한다. 귀금속 촉매가 필요 없고, 작동온도가 높아 증발 등으로 전해질이 소실되어 안정성과 전지의 유효 수명이 제한적이다.
④ 고체산화물형 연료전지 (SOFC : Solid Oxide Fuel Cell) : 탄화수소를 직접 연료로 사용가능하며, 전해질로 고체산화물인 지르코니아 세라믹을 이용한다. 고체인 세라믹 내에서 적절한 이온전도성을 얻기 위해 운전 온도는 500 ~1000℃로 열병합 발전이 가능하고 와 CO의 전기 화학적 산화 반응이 일어나 CO로부터 안전하고 촉매 없이 연료가 개질된다.
⑤ 직접메탄올형 연료전지 (DMFC : Direct Methanol Fuel Cell) : 메탄올을 직접 전기화학 반응시키고, 전해질은 인산을 담지 시킨 수소이온교환막을 사용하며, 촉매로 Pt-Ru를 사용한다. 작동 온도는 150℃로 저온이다.

참고자료

· 없음