SOFC의 작동원리 및 single-chamber SOFC에 대하여

소개

SOFC의 작동원리 및 single-chamber SOFC에 대하여

목차

1. SOFC의 작동원리.
2. single-chamber SOFC에 대하여 조사.
3. SOFC에 사용되는 고체전해질의 종류와 특징에 대하여 조사.
Reference

본문내용

1. SOFC의 작동원리.
3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지는 산소 또는 수소 이온전도성을 띄는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로써 1937년에 Bauer와 Preis에 의해 처음으로 작동되었다. 고체산화물 연료전지는 현존하는 연료전지 중 가장 높은 온도(700 - 1000 ℃)에서 작동하며, 모든 구성요소가 고체로 이루어져있기 때문에 다른 연료전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없으며, 귀금속 촉매가 필요 없고 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. 또한, 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 이러한 장점 때문에 고체산화물 연료전지에 관한 연구는 21세기초 상업화를 목표로 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다.
고체산화물 연료전지의 작동원리는 그림 1과 같다. 고체산화물 연료전지는 기존의 고분자전해질 연료전지가 수소 이온 전도체를 사용하는 것과 달리 산소이온만을 전도하는 산소이온전도체를 사용하고 있다. 고체산화물 연료전지는 산소이온전해질을 격막으로 한 쪽에는 탄소나 수소를 포함하는 연료를 흘리고 다른 한 쪽으로는 공기를 흘리게 되는데 이때 공기중의 산소가 전해질막을 통해 음극으로 이동해 가서 연료와 반응하며 이산화탄소 또는 물을 생성하게 된다. 고체산화물 연료전지는 이러한 연료의 산화반응시 발생하는 화학반응에너지를 바로 전기에너지로 변환시키며 전기를 발생시키게 된다. 이러한 SOFC의 특징은 기존의 PEMFC와 달리 탄소나 수소 혹은 하이드로 카본계의 어떤 연료이든 모두 활용가능하기 때문에 연료 선택의 자유도가 높다는 장점을 가지고 있다.
그림 2에는 기존의 PEMFC와 차세대 연료전지로 주목받고 있는 SOFC의 에너지 변환과정을 서로 비교해 놓았다. 그림에서 보듯이 기존의 PEMFC와 SOFC는 사용연료의 형태와 연료변환과정상 많은 차이를 보이고 있는데 연료의 선택성이나 시스템의 효율성 측면에서 SOFC가 훨씬 우수한 특징을 보이고 있다.

참고자료

· -kist
· http://fuelcell.kist.re.kr/Teams/FuelCell/03_03.htm
· -작동원리
· sofc.kist.re.kr/Teams/sofc/intro_3.htm
· -single chamber
· Materials for Energy and Environment (2005)
· http://efml.korea.ac.kr/lecture/mee-06-half.pdf
· http://www.cheric.org/PDF/NICE/NI23/NI23-4-0410.pdf
· -3 일본 일간 공업신문 1999년 07월 15일
· http://www1.kisti.re.kr/%7Etrend/Content374/chemical-enegineering03.html
· -고체전해질
· http://mbl.hanyang.ac.kr/bbs/data/lecdata/1055397056/Solid_Oxide_Fuel_Cell_%28SOFC%29.ppt#13
· -연료전지
· electrochem.kyungnam.ac.kr/battery/연료전지/sofch.htm
· -SOFC
· http://mbl.hanyang.ac.kr/bbs/data/lecdata/1055397056/Solid_Oxide_Fuel_Cell_%28SOFC%29.ppt#13
· -Nonmetallic Inorganic Materials (single chamber SOFC)
· http://www.nonmet.mat.ethz.ch/