1. 연료 전지
ㅇ 연료의 화학 에너지를 직접 전기 에너지로 변환
- 연료(수소)와 산화제(산소)를 전기화학 반응시켜, 직접 발전 또는 열 생산
. 부산물로써 전기,열,물이 동시에 발생됨
. 물의 전기분해의 역 전기화학 반응
ㅇ 연료 전지에서, `전극 물질` 구분
- 산화되는 전극 물질 (양극) : 연료 (수소)
- 환원되는 전극 물질 (음극) : 공기 (산소)
* 수소,산소를 전극 없이 직접 혼합시켜 점화시키면, 폭발적으로 대량의 열 만 발생됨
2. 연료 전지와 기존 방식과의 주요 차이점
ㅇ 기존방식 : 화석연료, 화학에너지 -> 열에너지 -> 기계적에너지 -> 전기에너지
- 대기 오염 심화, 화석연료(석유 등) 고갈 등
ㅇ 연료전지의 연료로써의 수소는, 다른 연료와 달리,
- 일산화탄소(CO) 등 오염 물질을 생성 안함 (물과 열에너지 배출)
. 천연 가스,메탄올 등의 연료로부터 `수소`를 취득되고,
. `산소`는 대기 중에 포함되어 있는 것으로부터 얻어짐
- 결국, 연료를 태우지 않음 -> 환경 보호에 기여
3. 연료 전지의 화학반응 例)
ㅇ 2H2 + O2 → 2H2O + 열(237.2 kJ/mol) + 전기에너지
- (양극, 수소의 산화반응) 2H2 → 4H+ + 4e-
- (음극, 산소의 환원반응) O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O
4. 연료 전지의 특징
ㅇ 고 효율, 열병합, 무 공해, 무 소음, 묘듈화, 다연료 등
- 발전 효율이 대단히 좋음 (40~60%)
- 열병합 발전도 병행하면 에너지효율을 80%까지 올릴 수 있음
- 부산물로써 전기,열,물 만이 만들어져 무 공해
- 기계적 동작이 아니므로 소음 없음
ㅇ 수소의 취득
- 안정된 수소생산 기반 이전까지는, 메탄올,에탄올,메탄,화석연료 등 다양한 기존 연료를
이용하여 수소를 만들어냄
ㅇ 표준화 작업 : 국제전기기술위원회(IEC) 등
5. 연료 전지의 종류
ㅇ AFC (Alkcaline Fuel Cell)
ㅇ PAFC (Phosphric Acid Fuel Cell)
ㅇ MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell)
ㅇ PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)
ㅇ SOFC (Solid Oxide Fuel Cell)