고체형 연료전지

소개

고체형연료전지의 내용을 요약및 정리하였습니다.

목차

1. SOFC의 특성
(1) SOFC의 특징 및 작동원리
(2) 작동조건
(3) SOFC 시스템의 구성
2. 국가별 기술 개발 동향

본문내용

1. SOFC의 특성
SOFC는 전기화학적 반응에 의해 전기를 발생시키는 장치로써 고효율이고 친환경적인 청정에너지 전환 장치이다.
(1) SOFC의 특징 및 작동원리
SOFC는 연료전지의 한 종류로서 작동온도, 주연료의 형태, 사용되는 전해질에 따라 알칼리형 연료전지(AFC), 인산형 연료전지(PAFC), 고분자 전해질형 연료전지(PEMFC), 용융탄산염 연료전지(MCFC), 고체산화물 연료전지( S O F C ) 등으로 분류된다.
SOFC는 구성소재가 모두 세라믹스와 금속으로 이루어져 있으며, 연료전지 중 효율이 가장 높을 뿐 아니라 연료 선택의 다양성이 있다.
SOFC는 산소이온 전해질을 막으로 하여 한쪽에는 탄화수소나 수소를 포함하는 연료를, 다른 한쪽은 공기를 흘리게 되는데 이때 공기 중 산소가 전해질막을 통해 연료극(anode)으로 이동하여 연료와 반응하며, 이때 전기와 이산화탄소 또는 물을 생성하게 된다.
SOFC는 이러한 연료의 산화반응시 발생하는 화학반응 에너지를 바로 전기로 변환시키며, SOFC는 PEMFC와 달리 일산화탄소(CO)나 탄화수소계의 어떤 연료이든 모두 활용 가능하기 때문에 연료선택의 자유도가 높다.
일반적인 고체산화물 연료전지의 원리는 Figure 1에 나타난 바와 같다. 산소 이온전도성전해질과 그 양면에 위치한 공기극 (cathode) 및 연료극 (anode)으로 이루어져있는 단위전지의 각 전극에 공기와 연료를 공급하면, 공기극에서는 산소의 환원 반응이 일어나 산소이온이 생성되며, 전해질을 통해 연료극으로 이동한 산소 이온은 다시 연료극에 공급된 수소와 반응하여 물을 생성하게 된다. 이때, 연료극에서는 전자가 생성되고 공기극에서는 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하면 전기가 흐르게 된다. 고체산화물 연료전지에서 일어나는 반응에 대한 Nernst식은 다음과 같이 표현되며, 여기서 Eo는 표준 전위이고, E는 평형전위를 나타낸다.

참고자료

· 없음