연료전지

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연료전지
1.연료전지

연료전지는 수소, 천연가스, 알코올, 휘발유, 석탄 등 연료의 화학에너지를 전기에너지로 직접 변화 시키는 고효율의 무공해 발전장치로서 대규모 발전소 건설 대안으로 차세대 분산형 에너지원이며, 미래형 초저공해 자동차 기술의 핵심이다. 주로 사용되는 곳은 가정용 전원 및 온수공급, 빌딩 및 아파트 분산형 전원 및 온수 및 식수공급비상전원, 도서지역 전원공급, 무공해 자동차 등이다.

원리
공기극(cathode)에는 산소가, 연료극(anode)에는 수소가 공급되면서 물의 전기분해 역반응으로 전기화학 반응이 진행돼 전기, 열, 물이 발생하며 연료전지 장점은 전기를 생산하는 과정에서 열도 발생하기 때문에 에너지 총효율이 휘발유 석탄 가스 등을 이용한 화력발전에 비해 높다
또 질소산화물과 이산화탄소 배출량이 석탄 화력발전에 비해 38분의 1과 3분의 1 정도고 소음도 적어 공해 배출 요인이 거의 없는 에너지 기술이며 특히 수소뿐만 아니라 천연가스, 도시가스, 나프타, 메탄올, 폐기물 가스 등 다양한 연료를 사용해 전력과 열을 생산할 수 있다는 점도 매력적이다.

연료전지의 종류

전해질 종류에 따라 연료전지를 구분


알카리
(AFC)
인산형
(PAFC)
용융탄산염형(MCFC)
고체산화물형(SOFC)
고분자
전해질형
(PEMFC)
직접매탄올
(DMFC)
전해질
알카리
인산염
탄산염
세라믹
이온교환막
이온교환막
동작온도 (℃)
100
이하
220 이하
650 이하
1,200 이하
80 이하
80 이하
효율(%)
85
70
80
85
75
40
용 도
특수용
중형건물
(200㎾)
중.대형건물
(100㎾~㎿)
소.중.대용량발전
(1㎾~㎿)
가정.상업용
(1~10㎾)
소형이동
(1㎾ 이하)
선진수준
우주선
200㎾
㎿ 이상
㎿ 이상
1~10㎾
보급중
500W
국내수준
-
50㎾
250㎾
1㎾
3㎾
50W

　　
　　연료전지 발전시스템 구성도
　　
개질기(Reformer)
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