연료전지 종류

동탄지사 연료전지(11.4MW+8.8Gcal/h) (출처: 우리회사 홈페이지 www.kdhc.co.kr)

 

연료전지  Fuel Cell

 

 

Anode(+) 산화전극

 - 양전하로 하전됨. 전자/음이온을 끌어당김

 - 양전하를 생성하거나, 전자 수용체(electron acceptor)일 수 있음

 - 외부회로에서 전류가 들어오는 방향, 외부회로로 전자가 나가는 방향

 

Cathode(-) 환원전극

 - 음전하로 하전됨. 양이온/양전하를 끌어당김

 - 양전하를 받아들이고 전자를 제공

 - 외부회로로 전류가 나가는 방향, 외부회로에서 전자가 들어오는 방향

 

1세대

	PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane)	PAFC (Phosphoric Acid)
	고분자 전해질 연료전지	인산형 연료전지
특징	- 100℃ 미만의 저온범위 - 연료로는 수소를 사용하나, 경우에 따라서 메탄올이나 천연가스 사용 - 수소이온을 통과시킬 수 있는 고분자 polymer 막을 전해질로 사용	- 150~200℃ 온도범위 (인산이 40℃에서 응고) - 사용연료는 수소 - 95% 이상의 진한 인산을 탄화규소매트릭스에 녹인 것을 전해질로 사용
장점	- 반응물로 물만 생성하기 때문에 공해 발생 X	- 인산의 가격이 싸고 매장량이 많음 - 오래전부터 사용했기에 기술의 발전이 많이 이루어짐 - 장시간의 성능 안정
단점	- 충전 시 많은 시간 소요 - 에너지밀도가 낮아 자동차동력으로 사용할 경우 주행거리 및 배터리수명이 짧음	- 운전 중 지속적으로 공급되는 액체전해질의 부식성 - 고가의 백금 촉매 필요

 

2세대

	MCFC (Molten Carbonate)
	용융탄산염 연료전지
특징	- 650℃ 의 고온범위 - 연료로 수소나 일산화탄소 사용 - 용융탄산염은 다공세라믹 매트릭스에 녹인 것을 전해질로 사용
장점	- 백금 촉매 대신 니켈 촉매 사용으로 경제성 향상 - 열병합 발전에 유리한 고온의 열 회수가능
단점	- 이산화탄소의 재순환 필요 - 부식성의 전해질 - 수명이 짧음

 

3세대

	SOFC (Solid Oxide)
	고체산화물 연료전지
특징	- 700~1,000℃ 의 고온범위 - 연료로 수소나 일산화탄소 사용 - 지르코니아(ZrO₂) 등 수소 혹은 산소이온이 통과 가능한 고체산화물을 전해질로 사용
장점	- 연료의 융통성 - 비 귀금속 촉매 - 완전한 고체상의 전해질
단점	- 고온에 따른 시스템의 복잡성 증가 - 고온 밀폐의 어려움 - 상대적으로 고가의 전지 요소 및 재료비용

 

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