연료전지 - 위키백과, 우리 모두의 백과사전 연료전지 위키백과, 우리 모두의 백과사전. 둘러보기로 가기 검색하러 가기 메탄올 연료전지. 실제 연료전지부분은 가운데에 보이는 여러 개의 판이 직육면체 모양으로 겹쳐있는 부분이다. 연료전지 ( [UNK] [UNK] [UNK] [UNK], Fuel Cell ) 란 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 이 화학 반응은 촉매층내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다. 목차 1 특징 2 연료전지 발전 장치 2. 1 연료 개질기 ( Fuel Reformer ) 2. 2 연료전지 본체 ( 스택 stack ) 2. 3 전력 변환 장치 ( Inverter ) 2. 4 기타 장치 3 연료전지의 종류 3. 1 용융탄산염 연료전지 ( Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC ) 3. 2 고분자전해질 연료전지 ( Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC ) 3. 3 고체산화물 연료전지 ( Solid Oxide Fuel Cell, SOFC ) 3. 4 직접메탄올 연료전지 ( Direct Methanol Fuel Cell, DMFC ) 3. 5 직접에탄올 연료전지 ( Direct Ethanol F
Fuel Cell, MCFC ) [ 편집 ] 통상 제 2 세대 연료전지로 불리는 용융탄산염 연료전지 ( MCFC ) 는 다른 형태의 연료전지와 마찬가지로 열효율과 환경친화성이 높고 모듈화가 특성되었으며 설치공간이 작다는 장점을 갖는다. 또, 650℃의 고온에서 운전되기 때문에 인산형 연료전지 ( PAFC ) 또는 고분자전해질 연료전지 ( PEMFC ) 와 같은 저온형 연료전지에서 기대할 수 없는 추가적인 장점들을 갖고 있다. 고온에서의 빠른 전기화학반응은 전극 재료에 쓰이는 촉매로써 백금 대신 저렴한 니켈의 사용을 가능케 하여 경제적인 생산이 가능해진다. 그리고 백금 전극을 이용할 경우 백금 성분에 독성 물질로 작용하는 일산화탄소마저도, 니켈 전극을 이용할 경우 수성가스 전환반응을 통하여 연료로 이용할 수 있게 된다. 따라서 일산화탄소를 발생시킬 우려가 있어 백금을 이용하는 저온형 연료전지에는 사용하기 힘든 석탄가스, 천연가스, 메탄올, 바이오매스 등 다양한 연료를 MCFC에는 이용할 수 있다. 그리고 HRSG ( Heat Recovery Steam Generator ) 등을 이용한 bottoming cycle로 양질의 고온 폐열을 회수 사용하면 전체 발전 시스템
년대부터 대학을 중심으로 단위 전지에 대한 기초연구를 시작하였으며, KIST 연료전지연구센타에서도 1996년부터 고분자전해질 연료전지 원천기술 개발을 시작한 후 2000년 5kW 급 스택을 제작하여 연료전지 / 배터리 하이브리드 골프카트에 적용한 바 있다. [ 3 ] 손원일급 잠수함이 독일 지멘스가 개발한 120 kw 고분자전해질 연료전지 ( PEMFC ) 2개와 배터리를 혼합한 하이브리드 방식의 추진체계를 탑재했다. 고체산화물 연료전지 ( Solid Oxide Fuel Cell, SOFC ) [ 편집 ] 3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지 ( SOFC ) 는 산소 또는 수소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로써, 1937년에 Bauer와 Preis에 의해 처음으로 작동되었다. SOFC는 현존하는 연료전지 중 가장 높은 온도 ( 700 - 1000 ℃ ) 에서 작동한다. 모든 구성요소가 고체로 이루어져 있기 때문에 다른 연료전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없다. 또한 고온에서 작동하기 때문에 귀금속 촉매가 필요하지 않으며, 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하
TARGET ( Team to Advanced Research for Gas Energy Transformation ) 프로그램을 수립하고, 이를 UTC ( United Technology Corp. 현재 IFC : International Fuel Cell ) 사에 개발을 위탁함으로써 시작되었다. 최근에는 FCG - 1 계획에 의해 IFC, WH ( Westinghouse ) 사에서 전기 사업용 MW급 연료 전지 기술 개발 사업을 수행하고 있고, 25 - 400 kW급의 현지 설치형을 개발하여 20 0kW급은 이미 상용화되었으며, 제조 단가를 현재의 약 3000 $ / kW에서 1500 - 1000 $ / kW 이하로 낮추고 수명을 40, 000 시간 이상 지속시킬 수 있는 발전 시스템을 개발하기 위해 노력하고 있다. 유럽 연료전지 기술 개발은 미국과 일본의 기술 독점에 대한 방어적 개념에서 개발이 추진되고 있으며, 연료 개질기, 전력 변환 및 System Engineering 관련 기술을 기업이 보유하고 있다. 네덜란드는'86년부터 PEO주도로 미국의 IGT에서 핵심기술을 도입하여 ECN에서 MCFC를 개발하고 있다. 이태리는'86년부터 ENEA 주도로 VOLTA 계획을 추진하여 PAFC, MCFC, SOFC를 개발하고 있다. 기타 국가는 기초 연구, 주변 기술 ( 개질, 전력 변환 ) 의 개발을 추진
력발전 컴바인드 사이클 발전 바이오 연료 수력 양수 발전 마이크로 수력 발전 해양 파력 발전 조력 발전 해양 온도차 발전 염도 차 발전 해류 발전 풍력 풍력 발전 해상 풍력 부유식 해상 풍력 발전 카이트젠 기타 냉열 발전 인력 발전 로 정상 압력 발전 발전기 미사용 연료전지 태양광 발전 우주 태양광 발전 MHD 발전 열전 발전 진동 발전 에너지 원본 주소 " " 분류 : 연료전지전지전기화학지속 가능한 발전에너지 저장 둘러보기 메뉴 개인 도구 로그인하지 않음토론기여계정 만들기로그인 이름공간 문서토론 변수 보기 읽기편집역사 보기 더 보기 검색 둘러보기 대문사용자 모임요즘 화제최근 [UNK] 문서 보기임의 문서로도움말기부 도구 여기를 가리키는 문서가리키는 글의 최근 [UNK] 올리기특수 문서 목록고유 링크문서 정보위키데이터 항목이 문서 인용하기 다른 프로젝트 공용 인쇄 / 내보내기 책 만들기PDF로 다운로드인쇄용 판 다른 언어 [UNK] [UNK] IndonesiaItaliano 日 本 語 [UNK] Franca [UNK] [UNK] / [UNK] [UNK] / [UNK] [UNK] 中 文 링크 편집 이 문서는 2019년 6월 26일 ( 수 ) 14 : 11에 마지막으로 편집되었습니다. 모든 문서는 크리에이티브 커먼즈 저작자표시 - 동일조건변경허락 3. 0에 따라 사용할 수 있으며, 추가적인 조건이 적용될 수 있습
4 직접메탄올 연료전지 ( Direct Methanol Fuel Cell, DMFC ) 3. 5 직접에탄올 연료전지 ( Direct Ethanol Fuel Cell, DEFC ) 3. 6 인산형 연료전지 ( Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC ) 3. 7 직접탄소 연료전지 ( Direct Carbon Fuel Cells, DCFC ) 4 외국의 연료 전지 발달 정도 5 국내의 연료 전지 발달 정도 6 참고 문헌 7 외부 링크 특징 [ 편집 ] 전지는 닫힌 계에 화학적으로 전기에너지를 저장하는 반면, 연료전지는 연료를 소모하여 전력을 생산한다. 또한 전지의 전극은 반응을 하여 충전 / 방전 상태에 따라 바뀌지만, 연료전지의 전극은 촉매작용을 하므로 상대적으로 안정하다. 연료와 산화제로는 여러 가지를 이용할 수 있다. 수소 연료전지는 수소를 연료로, 산소를 산화제로 이용하며, 그 외에 탄화수소, 알코올 등을 연료로, 공기, 염소, 이산화 염소 등을 산화제로 이용할 수 있다. [ 1 ] 연료전지의 발전 효율은 40 ~ 60 % 정도로 대단히 높으며, 반응 과정에서 나오는 배출열을 이용하면 전체 연료의 최대 80 % 까지 에너지로 바꿀 수 있다. 게다가 천연 가스와 메탄올, LPG ( 액화석유가스, propane g
G ( Heat Recovery Steam Generator ) 등을 이용한 bottoming cycle로 양질의 고온 폐열을 회수 사용하면 전체 발전 시스템의 열효율을 약 60 % 이상으로 제고시킬 수 있다. 또한, MCFC의 높은 작동 온도는 연료전지 스택 내부에서 전기화학반응과 연료개질반응이 동시에 진행될 수 있게 하는 내부개질 형태를 허용한다. 이러한 내부개질형 MCFC는 전기화학반응의 발열량을 별도의 외부 열교환기 없이 직접 흡열반응인 개질반응에 이용하므로 외부개질형 MCFC보다 전체 시스템의 열효율이 추가로 증가하며, 시스템 구성이 간단해진다. 그러나 MCFC는 고온에서 부식성이 높은 용융탄산염을 사용하기 위한 내식성 재료의 개발에 따르는 경제성 문제 및 수명, 신뢰성 확보 등 기술적 검증이 아직 끝나지 않아 본격적인 상업화는 2005년 이후에나 가능하리라고 생각된다. 미국, 일본 등을 비롯한 선진외국에서는 기초연구는 물론 시스템 데모에 이르는 개발연구에까지 적극적으로 투자하여 최근 급속도로 많은 발전이 이루어지고 있다. 국내에서도 한전 전력연구원을 중심으로 KIST, 한국중공업 및 여러 대학이 참여하여 용융탄산염 연료전지의 자체
연구는 1955년 미국의 GE에서 처음으로 시작되어 1962년에 이미 1kW급 PEMFC 스택 2개로 이루어진 모듈을 Gemini 우주선 3호부터 12호에 사용하였다. 이후로 PEMFC를 연료전지자동차 등 민간용으로 응용하기 위한 연구가 전 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 대기 오염의 주 원인인 내연기관 차량을 대체할 수 있는 무공해 자동차로는 원래 배터리를 동력원으로 하는 전기자동차가 각광을 받고 있었다. 그러나 배터리를 전기자동차 동력원으로 사용할 경우 충전 시 많은 시간을 요구하고, 에너지 밀도가 낮아 주행가능 거리가 짧으며 배터리의 수명이 짧은 문제점이 있다. 또한 전기자동차가 상용화된다면 많은 전기 충전소의 설치가 필요하며 여기서 사용되는 전기는 대규모 발전소에서 공급되므로 결국 오염원의 이동에 불과하다고 볼 수 있다. 따라서 전기자동차 동력원으로서의 배터리에 대한 단점을 보완하기 위하여, 연료전지 구동방식 또는 배터리와 연료전지를 동시에 사용하는 혼합형 ( hybrid ) 자동차를 구성하는 방법이 최근에 각광받고 있다. 우리나라에서는 1990년대부터 대학을 중심으로 단위 전지에 대한 기초연구를 시작하였으며, KIST 연료전지연구센타에서도 1996년부터 고분자전해질 연료전지
는 크리에이티브 커먼즈 저작자표시 - 동일조건변경허락 3. 0에 따라 사용할 수 있으며, 추가적인 조건이 적용될 수 있습니다. 자세한 내용은 이용 약관을 참고하십시오. [UNK] 미국 및 다른 국가에 등록되어 있는 Wikimedia Foundation, Inc. 소유의 등록 상표입니다. 개인정보 정책 위키백과 소개 면책 조항 개발자 쿠키 정책 모바일 보기
하지 않으며, 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 이러한 장점들 덕분에 SOFC에 관한 연구는 21세기 초에 상업화하는 것을 목표로 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 일반적인 SOFC는 산소 이온전도성 전해질과 그 양면에 위치한 공기극 ( 양극, cathode ) 및 연료극 ( 음극, anode ) 으로 이루어져 있다. 공기극에서 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소 이온이 전해질을 통해 연료극으로 이동하여, 다시 연료극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되며, 이 때 연료극에서 전자가 생성되고 공기극에서 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하여 전류를 발생시키는 것이 기본 작동원리이다. [ 4 ] 직접메탄올 연료전지 ( Direct Methanol Fuel Cell, DMFC ) [ 편집 ] 이 부분의 본문은 직접메탄올 연료전지입니다. 직접메탄올 연료전지 ( DMFC ) 는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 양쪽에 각각 음극과 양극이 위치한다. 음극에서는 메탄올과 물이 반응하여 수소 이온과 전자를 생성한다. 생성된 수소이온은 전해
연료전지(燃料電池, 영어: fuel cell)란 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 이 화학 반응은 촉매층내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다.