연료전지란, 기술 개발현황

소개

최근 가광받고 있는 연료전지의 개념과 원리 현황에 대한 보고서 이다.

목차

1. 서론
1.1 연구의 배경
1.2 연구의 목적
2. 본론
2.1 연료전지의 필요성
2.2 연료전지의 원리
2.2.1 기본원리
2.2.2 연료전지의 구성
2.3 인산형 연료전지
2.4 연료전지의 난점
2.5 인산형 연료전지 국내외 기술개발 현황
2.5.1 미국
2.5.2 일본
2.5.3 인산형 연료전지의 특허현황
3. 결론
3.1 향후전망

본문내용

1. 서론
1.1 연구배경
연료전지란 연료 및 산소가 가지고 있는 화학에너지를 전기화학반응에 의해 곧바로 전기에너지로 변화시키는 첨단의 청정 발전 방식이다. 그래서 현재 널리 쓰이고 있는 디젤발전이나, 증기 가스발전의 터빈장치에 비해 발전효율이 높고, 소음 및 배기가스 등의 문제점이 적은 특징을 가지고 있다. 이에 따라 화석연료를 직접 연소시키는 기존의 에너지 회수방법을 대체하는 방법으로 큰 주목을 받는 가운데 우리나라를 비롯한 세계 각 국에서 각종 연료전지의 개발이 진행 되고 있다.
지난 수년간 알칼리형 연료전지, 인산형 연료전지, 용융 탄산염 연료전지, 고체 산화물형 연료전지, 고분자 전해질형 연료전지 등에 관한 연구가 진행되었다. 이 중 인산형 연료전지에 대한 연구는 가장 많이 진행된 상태이며, 상업화 단계에 돌입해 있다.
일본에서는 정부주도의 NEDO 계획으로 핵심기술인 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC)를 개발중, 미국에서는 DOE주관의 PNGV 계획하에 연료전지시스템을 개발중이다.
국내에서는 인산형 연료전지의 경우 1993년부터 연구가 시작되어 50kW 급 스택 요소 기술개발 및 주변장치의 개발이 이루어진 상태이며 또한 이의 실용화를 위한 연구가 진행중인 상황이다.
1.2 연구의 목적
연료전지의 단위 공정은 크게 개질기, 변성 반응기, 스택, 냉각 시스템으로 나눌 수 있다. 상업화된 연료 전지 발전 시스템의 개발을 위해서는 이들 각 단위 공정의 개발 뿐 아니라 각각의 단위 공정을 연계하여 이를 운전 및 제어할 수 있는 제어시스템의 개발이 필수적이다. 연료전지의 상용화를 가증하게 하기 위해서 인산형 연료전지 운전 기술의 확보는 연료전지의 효울을 극대화시켜 생산성 향상을 이루어내고 또한 이를 통하여 연료의 생산단가를 낮추는데 매우 중요한 요소이다. 그러므로 고용량의 연료전지를 보급하는데 있어서 운전 기술을 확보하여 연료전지 발전 시스템의 공정 제어 및 자동화 시스템을 개발하는 것은 중요한 일이다. 이는 에너지 다소비국으로 지목되는 우리나라의 에너지 소비 구조를 일신하는데 있어 매우 중요한 기여를 할 것으로 예상된다. 본 글에서는 인산형 연료전지의 특성과 장단점 그리고 국내외 기술개발 현황과 연료전지의 기본구조와 원리에 대해서 알아본다.
2. 본론
2.1 연료전지의 필요성
산업 발달에 따른 경제성장으로 국내의 전력 수요는 급격히 증가하고 이에 필요한 에너지원은 대부분 외국에서 수입하고 있으며 이러한 현상은 앞으로도 계속될 것으로 사료된다. 따라서 에너지의 효과적인 이용과 확보는 전력의 발생과 더불어 중요한 과제이다. 전력을 생산하는데 필요한 석유와 석탄 등의 화석연료 사용에 기인한 공해문제와 기상이변 등의 환경문제가 점차 심각해지고 있는 실정이다. 이산화탄소 발생으로 인한 지구 온난화 현상등 여러 가지 환경오염 문제 해결을 위해 화석연료를 대신할 청정에너지원으로서 태양광, 태양열 에너지, 바이오 에너지, 풍력 에너지, 수소 에너지에 대한 관심이 집중되고 있으며, 그중 수소를 연료로 사용하는 연료전지 분야도 급속한 연구가 진행되고 있다.

참고자료

· - Z-소스 인버터 회로 및 제어에 관한 연구 (학위논문) / 이욱영
· - (원문출처) HowStuffWorks.com 번역 황윤형
· - http://www.knrea.or.kr/energy08.asp 한국 신.재생에너지 협회
· - 현대중공업(주) 산업기술연구소 홈페이지
· - 특허텅 화학생명 공학국 유기화학심사담당관실 홈페이지
· - 연료전지 구또데쓰이찌외 | 윤창주 | 겸지사
· - 신 재생에너지와 연료전지 김홍건, | 학술정보