신소재와 미래기술(고체 산화물형 연료 전지)

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신소재와 미래기술(고체 산화물형 연료 전지)

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신소재와 미래기술 기술 보고서
고체 산화물형 연료 전지
<기술개요>
연료전지란 연료(수소, LNG, LPG, 메탄올 등)와 공기의 화학 에너지를 전기 화학적 반응에 의해 전기 및 열로 직접 변환시키는 장치이다. 기존의 발전기술이 연료의 연소 - 증기발생 - 터빈구동 - 발전기 구동 과정을 취하는 것과 달리 연소 과정이나 구동장치가 없으므로 효율이 높을뿐 만 아니라 환경문제를 유발하지 않는 새로운 개념의 발전 기술이다.
연료전지는 SOx와 NOx 등의 대기오염물질을 거의 배출하지 않고 이산화탄소의 발생도 적어 무공해 발전 이란 장점이 있다. 또 종래의 화력발전 등에 비해 5~20%나 높고 발전 효율이 40%에 가깝다.
공해발생이 거의 없고 저소음, 무진동으로 도시에도 설치할 수 있다. 폐열을 재활용 하면 종합 발전효율을 80%까지 높일 수 있다.
수소, 석탄가스, 천연가스, 매립지 가스, 메탄올 휘발유등 여러 가지 연료를 사용할 수 있다.발전소 건설공사 기간이 비교적 짧고 소 용량으로도 발전효율이 떨어지지 않는다. 화력, 수력, 원자력의 뒤를 잇는 제 4의 발전방식으로 기대된다.
고체산화물형 연료전지
고체산화물형 연료전지의 특징은 탄화수소를 직접 전기로 변화시킬 수 있는데 있다. 전해질은 안정화된 산화이트늄으로 가스가 스며들지 않은 산 이온이 효율적으로 접촉하고 있는 얇은 산화지르코늄 층이다. Cathode는 안정된 산화이트늄으로 된 지르코늄으로 만들어졌고, anode는 니켈-지르코늄 세라믹 합금으로 만들어졌다.
작동원리는 공기 극 에서는 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소이온이 전해질을 통해 연료 극으로 이동하여 다시 연료 극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되고, 이때, 연료 극에서는 전자가 생성되고 공기 극에서는 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하면 전기가 흐르게 되는 것이다.
고체산화물형 연료전지의 가장 톡특한 특성은 운전 온도는 약 1000℃ 로써 매우 높다는 것이다. 이 온도에서는 수소와 일산화탄소의

참고 자료

네이버카페 - 일반화학 연료전지
http://cafe.naver.com/smteamproject.cafe?iframe_url=/
고분자 연료전지 연구단 홈페이지
http://nfcrc.kier.re.kr/
한국 과학기술연구원 연료전지 연구센터 홈페이지
http://fuelcell.kist.re.kr/