연료전지의 특성과 응용분야 보고서

소개

연료전지의 특성과 응용분야에 대해 쓴 보고서입니다.

목차

1. 연료전지
1.1 정의
1.2 연료전지의 원리
1.3 연료전지의 구성
1.4 연료전지의 특징
1.5 연료전지의 장점
1.6 연료전지의 단점
2. 연료전지의 종류
2.1 Phosphoric acid fuel cell (PAFC 인산형 연료전지)
2.2 Molten Carbonate fuel cell(MCFC 용융 탄산염 연료전지
2.3 Solid oxide fuel cell (SOFC 고체산화물 연료전지)
2.4 Polymer Electrolyte Fuel Cell (PEMFC 고분자 전해질형 연료전지)
2.5 Direct Methanol Fuel Cell (DMFC 직접메탄올 연료전지)
2.6 Alkarine fuel cell (AFC 알칼리성 전해액 연료전지)
3. 연료전지의 응용분야
3.1 연료전지의 시장
3.2 상업 및 산업용 분야
3.3 가정용 분야
3.4 운수, 교통분야
3.5 군사적 분야
5.연료전지 기술개발 동향
5.1 연료전지 기술
5.2 국내의 기술수준 분석
6. 결론

본문내용

1. 연료전지
1.1 정의
전기화학반응에 의해 연료가 가지고 있는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전기화학 장치로 미래의 환경친화적 신에너지이다. 일종의 발전장치라고 할 수 있으며 산화․환원반응을 이용한 점 등 기본적으로는 보통의 화학전지와 같지만, 닫힌 계 내에서 전지반응을 하는 화학전지와 달라서 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되어, 반응생성물이 연속적으로 계외로 제거된다. 가장 전형적인 것에 수소-산소 연료전지가 있다.
수소 외에 메탄과 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 기체연료와, 메탄올(메틸알코올) 및 히드라진과 같은 액체연료를 사용하는 것 등 여러 가지의 연료전지가 나왔으며 이 중에서, 작동온도가 300 ℃ 정도 이하의 것을 저온형, 그 이상의 것을 고온형이라고 한다. 또, 발전효율의 향상을 꾀한 것이나, 귀금속 촉매를 사용하지 않는 고온형의 용융탄산염 연료전지를 제2세대, 보다 높은 효율로 발전을 하는 고체산화물 연료전지를 제3세대의 연료전지라고 한다.

1.2 연료전지의 원리
수소와 산소가 가지고 있는 화학 에너지를 전기화학반응에 의하여 직접 전기 에너지로 변환시키는 고효율의 무공해 발전장치로서 공기극(cathode)에는 산소가, 연료극(anode)에는 수소가 공급되어 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행되어 전기, 열, 물이 발생한다.
연료전지는 이처럼 수소와 산소의 전기화학 반응에 의하여 물이 생성되며, 동시에 발생하는 전기를 이용하는 것으로 설명할 수 있다. 연료극에서 수소가 수소이온과 전자로 분해하고, 수소이온은 전해질을 거쳐 공기극으로 이동한다. 전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생하며, 공기극에서 수소이온과 전자, 그리고 산소가 결합하여 물이 된다. 연료전지는 물의 전기분해와 반대되는 원리로 발전을 하는데, 물을 전기분해 할 때는 외부의 전기를 통해 흡수하여 물을 수소와 산소로 분해하는 반면, 연료전지는 수소와 산소를 전기화학적으로 반응시켜 전기를 발생한다.

참고자료

· 없음