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소개

PEMFC를 이용한 수소연료전지설계레포트 입니다.

목차

INTRODUCTION
1. 연료전지
1.1 연료전지란
1.2 연료전지의 역사
1.3 연료전지의 발전원리
1.4 연료전지의 발전시스템
1.5 연료전지의 특징
1.6 연료전지의 종류
1.6.1 인산형 연료전지(PAFC)
1.6.2 알칼리형 연료전지(ACFC)
1.6.3 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC)
1.6.4 용융탄산염형 연료전지(MCFC)
1.6.5 고체산화물형 연료전지(SOFC)
1.6.6 직접메탄올 연료전지(DMFC)
1.7 연료전지의 응용분야
1.7.1 현지설치형 열병합 발전
1.7.2 분사배치형 발전
1.7.3 중앙공급형 발전
1.7.4 특수용도

2. 고분자 전해질 연료전지 시스템 개요
2.1 고분자 전해질 연료전지 설계의 목적
2.2 고분자 전해질 연료전지의 기본원리
2.3 고분자 전해질 연료전지의 구성
2.3.1 분리판
2.3.2 전극
2.3.3 고분자 전해질막
2.4 고분자 전해질 연료전지의 특징
2.4.1 고분자 전해질 연료전지 연료
2.4.2 고분자 전해질 연료전지 장점
2.4.3 고분자 전해질 연료전지 단점
2.5 고분자 전해질 연료전지의 용도

3. PEMFC공정
3.1 수증기 개질공정(Steam Reforming)
3.2 수성가스 전이공정(Water gas shift)
3.3 선택적 산화반응(Preferential Oxidation of CO, PROx)

4. 설계목적
DESIGN DRAWING
RESULT
1. 수소량 계산
2. 수증기 개질공정(Steam Reforming)
3. 수성가스 전이반응(WGS)
4. 선택적 산화반응(Preferential Oxidation of CO, PROx)
5. 계산된 부피값
DISCUSSION
REFERENCE

본문내용

INTRODUCTION
전기에너지는 인류 문명사회를 지탱하는 중요한 에너지원으로 이를 안정적으로 공급하는 것은 아주 중요하다. 이러한 전기에너지는 현재 그 대부분이 석탄, 석유, 천연가스 등과 같은 화석연료를 연소시켜 발전하는 화력발전 방식으로 생산되고 있다. 화력발전 방식은 건설비가 비교적 싸고 연료를 구하기 쉬워 급속히 증가되는 전력수요에 능동적으로 맞출 수 있는 장점이 있기 때문이다.
그러나 화력발전 방식은 연소 시 다량의 질소 산화물, 이산화탄소 등을 생산하기 때문에 지구 온난화 등 공해 문제에 자유롭지 못하다는 단점이 있다. 따라서 현재 에너지 시스템을 유지하면서 공해 없이 효율을 극대화 할 수 있는 직접 발전 방식이 필요하다. 이러한 발전 방식이 바로 연료전지 발전 방식이다.
국내에서도 연료전지의 발전은 화력발전의 한계, 발전연료의 다원화에 따른 천연가스의 수입이용이 대폭 확대될 전망이다. 특히, 많은 섬과 산간지방 등 고립분산지역을 갖고 있는 국내 여건으로 볼 때, 송전·배전시설이 필요 없는 온사이트형 연료전지 발전설비가 설치될 경우 많은 이점을 가져올 수 있다.
연료전지는 지난 1839년 영국의 과학자 그로브가 수소-산소 연료 전지를 발견한 것을 1세대로 하여 2세대인 고온의 용융탄산염 연료전지를 거쳐 3세대인 고분자전해질 연료전지로까지 발전했다. 고분자전해질 연료전지는 수소이온교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서 solid polymer electrolyte fuel cell (SPEFC), solid polymer fuel cell(SPFC), polymer electrolyte fuel cell (PEFC), 또는 proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC)등의 다양한 이름으로 불리고 있다. 다른 형태의 연료전지에 비하여 작동온도가 낮은 고분자전해질 연료전지는 효율이 높고 전류밀도 및 출력밀도가 크며 시동시간이 짧은 동시에 부하변화에 대한 응답특성이 빠른 특성이 있다. 특히 전해질로 고분자막을 사용하므로 전해질 손실이 없고, 기존의 확립된 기술인 메탄올 개질기의 적용이 가능하며, 반응기체 압력변화에도 덜 민감하다. 또한 디자인이 간단하고 제작이 쉬우며 연료전지 본체재료로 여러 가지를 사용할 수 있는 동시에, 부피와 무게도 작동원리가 같은 인산 연료전지에 비해 작다.

참고자료

· [1] 1.5/3kW급 가정용 연료전지시스템 실증연구, 산업자원부, 2006
· [2] 일산화탄소의 선택적 산화반응 촉매 및 반응기 개발, (주)알티아이엔지니어링, 2009
· [3] 메탄의 수증기개질을 이용한 수소가스 제조 연구, 경기대학교 대학원 환경공학과, 2009
· [4] 5kW급 고분자 전해질 연료전지 시스템 실증연구, 산업자원부, 2006
· [5] 천연가스로부터 수소를 생산하기 위한 수증기 개질기의 작동조건과 형상에 대한
· 수치해석 연구, 박준근 외 3명, 2008
· [6] http://blog.naver.com/h2fc_kemco?Redirect=Log&logNo=120012425384
· [7] http://blog.naver.com/rnstkddl?Redirect=Log&logNo=70000722811
· [8] 메탄 개질 반응기 분석, 김형규, 2003
· [9] 수성 가스 전환 반응 촉매 성능 및 시스템 모사, 서울대학교 김효원
· [10] 고분자 전해질 연료전지용 플라즈마 개질 시스템에서 수소 생산 및 CO 산화반응 에 관한 연구, 전영남, 2007