연료전지의 정의와 원리 장 단점들 현황과 앞으로의 전망

소개글

연료전지의 정의와 원리 장 단점들 현황과 앞으로의 전망에 관한 내용입니다.
신재생에너지 관련 -환경공학-관련입니다.
(사진,그림,표 포함)

목차

1. 연료전지의 정의

2. 연료전지의 원리
1) MEAs
2) 스택
3) 가정용 열병합 발전 시스템(RPG)

3. 연료전지의 구조 및 종류
1) 연료전지의 구조
2)연료전지의 종류

본문내용

1. 연료전지의 정의
연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지이다. 특징은 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되어 반응생성물이 연속적으로 계의 바깥으로 제거된다는 점이다. 화석연료, 액체연료, 기체연료등 다양한 연료를 사용하며, 작동온도에 따라 저온형과 고온형으로도 나눈다.
일종의 발전장치라고 할 수 있다. 산화 ·환원반응을 이용한 점 등 기본적으로는 보통의 화학전지와 같지만, 닫힌 계내에서 전지반응을 하는 화학전지와 달라서 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되어, 반응생성물이 연속적으로 계외로 제거된다. 가장 전형적인 것에 수소-산소 연료전지가 있다. 원리적으로는, 1839년 영국의 W.R.그로브(1811~96)가 발견하였으나, 그 특징이 바뀌어 다시 관심을 가지게 된 것은 1950년대 후반의 일로, 1959년 5 kW의 수소-산소 연료전지가 영국의 F.T.베이컨에 의해 실증시험됨으로써 각광을 받게 되었다. 그 후 1960~1970년대에 걸쳐 제미니 및 아폴로 우주선에 연료전지가 탑재되었다. 이 전지는 다같이 알칼리 수용액을 전해질로 하며, 순수한 수소와 산소를 사용한다.
그 후, 수소 외에 메탄과 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 기체연료와, 메탄올(메틸알코올) 및 히드라진과 같은 액체연료를 사용하는 것 등 여러 가지의 연료전지가 나왔다. 이 중에서, 작동온도가 300 ℃ 정도 이하의 것을 저온형, 그 이상의 것을 고온형이라고 한다. 또, 발전효율의 향상을 꾀한 것이나, 귀금속 촉매를 사용하지 않는 고온형의 용융탄산염 연료전지를 제2세대, 보다 높은 효율로 발전을 하는 고체전해질 연료전지를 제3세대의 연료전지라고 한다.
최근, 가장 실용화에 접근한 것은 제1세대의 것으로서, 미국 UT사(社)를 중심으로 일반 민수용으로 개발된 인산전해질 연료전지가 그 좋은 예이다. 이것은 화석연료를 개질한 수소를 주성분으로 하는 수소가스와 공기 속의 산소를 사용한 수소-공기 연료전지이다. 연료전지는 저공해성이며, 소음이 없고, 배열을 이용할 수 있기 때문에 종합효율이 높다. 1988년에 한국에서는 동력자원연구소와 한국전력(주) 기술연구원에서 메탄올을 연료로 하여 열과 전기를 동시에 얻는 5 kW급 연료전지를 개발하였다. 이 연료전지는 천연가스 등의 연료와 공기 중의 산소를 반응시켜 전지를 얻는 기술로, 효율이 50~60 %로서 매우 높다.
2. 연료전지의 원리
수소와 산소가 가진 화학적 에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 전기 화학적 장치로서 수소와 산소를 양극과 음극에 공급하여 연속적으로 전기를 생산하는 새로운 발전기술이다.

참고 자료

없음