연료전지의 구조와 기능, 재료분석

소개

기계재료 관련 레포트 입니다.
각 재료의 물성등 현재 사용하는 연료전지에 대한 자세한 설명과
특히 재료에 대한 프로젝트이니 만큼 재료에 대한 정보가 있습니다.

목차

1. 개 요
가. 동기
나. 주제선정배경

2. 제품선정과 기업소개

3. 연료전지의 구조와 기능
가. 기본적 구조
나. 종류
다. 스택의 구성
라. 전기를 생산하는 방식

4. 재료연구
가. 연료개질기
나. 분리판
다. 막전극 접합체
라. 탄소나노튜브

5. 결 론
가. 백금(Platinum
나. 흑연(Graphite
다. Proton 전도성 고분자 화합물
라. 탄소나노튜브

6. 소 견

7. 참고문헌

8. 첨부사진

본문내용

1. 개 요

가. 동기
Material Science는 재료의 구조와 성질을 연구하는 학문이다. 또한 현재 사용되고 있는 사물의 재료가 적합하게 사용되었는지 과학적으로 판단할 수 있는 근거를 제시해 주기도 한다. 소재는 공학의 분야뿐만 아니라 산업 전반에 걸쳐 중요한 요소이기 때문에 재료에 관한 연구는 어떤 분야에서든지 끊임없이 계속되고 있다. 특히 기계공학자가 제품을 개발하고 설계하는데 있어서 적절한 소재의 선정과 적용은 그 제품효용성의 성패를 가름하는 중요한 요소가 된다. 오늘날, 재료는 끊임없이 개발되고 있으며 따라서 우리가 사용하고 있는 제품들이 그에 따른 개선가능성을 가지고 있다고 볼 수 있다. 따라서 우리는 소재의 문제가 제품의 성능에 핵심적으로 작용하면서도 개선의 여지가 많이 남아있는 제품을 본 과제의 주제로 정하고자 하였다.

나. 주제 선정 배경
앞서 언급한 동기에 따라 우리 조에서는 본 프로젝트의 주제로 연료전지를 결정하였다. 사회적으로도 오늘날의 전 세계적인 화석연료의 고갈 및 가격상승에 따라 대체에너지 개발의 필요성이 크게 대두되고 있고, 화석연료의 연소반응에 의한 지구온난화 등 환경오염 문제와 기후변화 협약 등에 따른 청정에너지 개발의 필요성으로 인하여 연료전지에 대한 관심이 점점 더 커지고 있는 상황이기 때문이다. 앞으로 진행될 수소에너지 시대에서 우리가 필요로 하는 전기, 열, 동력을 얻기 위해 수소를 이용하여 직접 고효율의 전기를 생산할 수 있는 현존하는 유일한 방법은 연료전지이다. 연료전지는 오염물질의 배출이 거의 없을 뿐만 아니라 기존의 연소를 이용한 엔진에 비해 효율이 높고 용량을 쉽게 증가시킬 수 있으며 전기사용량의 변화에 따른 대응이 빠른 장점이 있다. 그러나 현재 우리나라의 연료전지에 관한 기술 집약수준은 선진 외국 기술수준과 약10년 정도로 차이가 나는 것으로 평가 받고 있다. 비록 낙후된 현실이기는 하지만 기술 집약형 벤처기업을 중심으로 연료전지에 관한 연구가 활발히 진행되면서 국가핵심기술인 에너지기술의 자립 가능성을 높이고 있다. 우리가 이번 project를 진행하면서 접촉한 업체는 퓨얼셀파워(Fuel Cell Power)이다. 퓨얼셀 파워는 평방미터당 연간 3리터의 연료를 소비하여 최적 온도를 유지하는 ‘3리터 하우스’를 주관한 업체이다. 3리터 하우스는 독일 BASF사가 이미 유럽에 선보인 바 있는 고효율 주택으로, 연료전지와 에너지 절감 건축기법 및 다열재를 사용, 평방미터당 연간 3리터의 연료만으로 최적온도를 유지할 수 있도록 설계됐다. 일반주택과 비교해 연료소비량이 1/7에 불과하며, 80%의 이산화탄소 감축효과를 나타낸다. 연료로는 천연가스를 사용하여 전기와 열을 생산하는데, 전기가 남을 경우 한국전력공사에 다시 팔수도 있다.

참고자료

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· [15] S. Fan, M. G. Chapline, N. R. Franklin, and T. W Tombler, Science, 1999
· [16] http://www.koreapds.com (Korea Price Data System)