연료전지(Fuel cell)와 태양광 발전

소개

연료전지(Fuel cell)와 태양광 발전에 대해 조사한 자료입니다.

목차

1. 연료전지
2. 태양광 발전

본문내용

1. 연료전지

▶ 연료전지의 개요

- 연료전지(Fuelcell)은 연료로 사용되는 수소와 산소가 가지는 고유의 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치이다.

연료전지는 한번 쓰고 버리는 1차 전지와 충전해서 다시 쓰는 2차 전지와 달리 연료로 사용되는 수소와 산소를 공급하면 계속적으로 전기를 발생시킬 수 있는 발전의 개념을 가지고 있는 차세대 전지이다.


수소와 산소는 각각 산화전극(Anode)와 환원전극(Cathode)로 공급된다. 산화전극으로 공급된 수소는 전극촉매상에 수소이온(H+)과 전자(e-)로 분해되고, 이 중 수소이온만이 선택적으로 고분자 전해질막(Membrane)을 통과하여, 환원전극으로 전달된다. 동시에 전자는 외부도선을 통해서 환원전극으로 이동하는데, 이들이 산화전극에 공급된 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다. 이때에 일어난 전자의 흐름으로 인해 전류가 생성되고, 물 생성 반응에서 열도 부수적으로 발생한다.

Anode: 2H2 → 4H+ + 4e-

Cathode: O2 + 4H+ + 4e- → 2H2O

Overall: 2H2 + O2 → 2H2O + energy

수소이온교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 고분자전해질 연료전지는 메탄올이나 수소 등의 화학연료를 전기에너지로 직접 바꾸는 고효율, 무공해, 무소음의 미래형 발전기술의 일종으로서, 기존의 내연기관에 비해 1.5배 이상의 에너지변환 효율을 갖고 있을 뿐만 아니라 유독한 대기오염 물질을 전혀 배출하지 않는 장점을 갖고 있다. 특히 고분자전해질 연료전지는 다른 형태의 연료전지에 비하여 전류밀도가 큰 고출력 연료전지로서 100℃ 미만의 온도에서 작동되고 구조가 간단하며 빠른 시동과 응답특성, 우수한 내구성을 가지고 있는 동시에 수소 이외에도 메탄올이나 천연가스를 연료로 사용할 수 있어 자동차의 동력원으로서 적합한 시스템이다. 이와같은 고분자전해질 연료전지는 무공해자동차의 동력원 외에도 분산형 현지설치용 발전, 군수용 전원, 우주선용 전원 등으로 응용될 수 있는 등 그 응용범위가 매우 광범위하다. 특히 최근 연료전지를 이용한 차량이 차세대 차량으로 체택되어 세계적으로 활발한 연구가 진행중이다.

참고자료

· 없음