연료전지 개요
- 연료가 가진 화학에너지를 전기화학반응을 통해 직접 전기에너지로 바꾸는 에너지변환장치로서, 배터리와는 달리 연료가 공급되는 한 재충전 없이 전기를 생산할 수 있고, 반응중 발생된 열은 온수생산에 이용되어 급탕 및 난방으로 이용가능하다.
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- H2+ 1/2O2→ H2O + 전기
- 생성물이 전기와 순수(純水)인 발전효율 30~40%, 열효율 40% 이상으로 총 70~80%의 효율을 갖는 신기술임
연료전지 발전원리
- 1. 연료극에 공급된 수소는 수소이온과 전자로 분리
- 2. 수소이온은 전해질층을 통해 공기극으로 이동, 전자는 외부회로를 통해 공기극으로 이동
- 3. 공기극 쪽에서 산소이온과 수소이온이 만나 반응생성물(물)을 생성
- >> 최종적 반응은 수소와 산소가 결합하여 전기,물 및 열생성
연료전지 특징
- 1. 고효율 : 발전효율 40~60%, 종합효율(폐열 등 포함) 80~85%
- 2. 에너지 절감 : 연료전지 사용 시, 25~50%의 에너지가 절감
- 3. 환경 친화적 에너지 (Clean Energy) : SOx(황산화물) 및 NOx(질소산화물)의 배출은 거의 없다. Co2는 기존 발전 방식의 1/2이하. 소음, 진동이 거의 없다.
- 4. 모듈구조 : 설치 면적이 작다. 신축, 증설 용이. 수송 간편. 발전소 건설 기간의 단축
- 5. 분산형 전원 : 공해가 없고 설치 면적이 작아 도심지 설치 용이. 송배전 설비비 절감
- 6. 열병합 : 배열 이용하여 온수, 급탕, 냉난방
- 7. 다양한 연료 사용 : LNG, LPG, Methanol, Naphtha, 석탄가스, 경질유 등
- 8. 발전 Scale 의 자율화
연료전지 구성도
- 개질기 : 화석연료를 수소연료로 변환시키는 장치
- 스택 : 수소로부터 전기를 생성하는 발전부
- 전력변환기 : DC(직류) 전기를 AC(교류) 전기로 변환함
- 폐열회수장치 : 폐열을 회수하여 급탕 또는 온수를 공급해주는 장치