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연료전지의 원리 및 특징

연료전지란

연료의 산화(酸化)에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지
일종의 발전장치(發電裝置)라고 할 수 있으며 산화 환원reaction response을 이용한 점 등 기본적으로는 보통의 화학전지와 같지만, 닫힌 계내(系內)에서 전지reaction response(電池反應)을 하는 화학전지와 달라서 reaction response물이 외부에서 연속적으로 공급되어, reaction response생성물이 연속적으로 계외(系外)로 제거됨. 가장 전형적인 것에 수소-산소 연료전지가 있음
수소 외에 메탄과 천연가스 등의 화석연료(化石燃料)를 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 함. 또, 발전효율의 향상을 꾀한 것이나, 귀금속 촉매를 사용하지 않는 고온형의 용융탄산염(溶融炭酸鹽) 연료전지를 제2세대, 보다 높은 효율로 발전을 하는 고체전해질 연료전지를 제3세대의 연료전지라고 함

연료전지 발전원리(예: 수소-산소 연료전지)
연료중 수소와 공기중 산소가 전기 화학 reaction response에 의해 직접 발전
①연료극(양극)에 공급된 수소는 수소이온과 전자로 분리 →
② 수소이온은 전해질층을 통해 공기극으로 이동하고 전자는 외부회로를 통해 공기극으로 이동 →
③공기극(음극)쪽에서 산소이온과 수소이온이 만나 reaction response생성물(물)을 생성
⇒최종적인 reaction response은 수소와 산소가 결합하여 전기, 물 및 열생성
특징 및 시스템 구성도
발전효율이 40∼60 % 이며, 열병합발전시 80% 이상 가능
천연가스, 메탄올, 석탄가스 등 다양한 연료사용 가능
環境(환경)공해 감소 : 배기가스중 NOx, SOx 및 분진이 거의 없으며, CO2 발생량에 있어서도 미분탄 화력발전에 비하여 20∼40% 감소
회전부위가 없어 소음이 없으며, 기존 화력발전과 같은 다량의 냉각수 불필요
도심부근 설치가능하여 송배전…(투비컨티뉴드 )


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