제목 : 우리나라에서 연료전지의 현재와 미래
1. 연료전지란
가. 원리
1) 연료전지는 화학에너지를 전기 에너지로 직접 변환시켜 주는 에너지 변환기구이다. 따라서 에너지 저장장치가 아니라 에너지 변환장치이다. 수소 연료 전지의 단위 전지는 수소가 들어가는 양극판과 공기나 산소가 들어가는 음극판, 그리고 그 두 판 사이를 채우는 전해질로 구성된다. 양 극에 공급된 수소는 백금 등 촉매제에 의한 수소 이온과 전자로 나누어진다. 수소 이온은 중간의 전해질을 통해 음극으로 이동하고 그곳에서 산소와 반응해 물을 만든다. 한편 전자는 전선(회로)을 따라 이동하여 전기를 발생 시킨다. 우리가 실재 사용하는 수소연료 전지는 하나의 단위전지가 여러 개 겹쳐진 적층 구조를 이루고 있다. 전류는 단위전지 면적에 따라 전압은 쌓아 올려 진 단위전지 개수에 따라 조절되므로 수소 연료전지는 전력을 자유 자재로 결정 할 수 있다.
2) 연료전지의 원리는 쉽게 말해 ‘물의 전기분해’ 역반응이다. 물을 전기분해하면 수소와 산소가 발생하는데, 역으로 수소와 산소를 반응시켜 전기와 열을 얻는 원리다. 즉 수소가 갖고 있는 화학에너지로부터 전기에너지를 얻어내는 것이다.
3) 연료전지는 전력 생산 과정에서 환경오염물질을 거의 배출하지 않아 친환경적이다. 또 필요한 곳에서 전기를 생산해 사용한다는 ‘분산형전원’의 정의에 적합해, 별도의 송배전망 없이 에너지가 필요한 곳에 설치한 후 쉼 없이 전기와 열을 공급할 수 있다.
4) 발전효율이 약 30~40%, 열효율이 약 40%로 총 70~80%의 높은 효율을 얻을 수 있으며 설비가 풍력·태양광 등 다른 에너지원에 비해 작은 면적을 차지한다는 장점이 있다. 약 1000가구가 사용할 수 있는 1㎿급 연료전지는 약 120㎡의 면적을 필요로해 서울 등 효율적인 토지활용이 절실한 대도시에 적합하다. 요즘 각광받고 있는 태양광발전은 1㎿의 전력 생산을 하는데 1만5000㎡ 가량의 토지가 필요하다.
2. 연료전지의 종류
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2013.05.01
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