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| 소개글 |
연료전지에관한 레포트입니다. |
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| 목차 |
□연료전지 발전원리
□연료전지 발전시스템 구성도
□연료전지의 종류 및 특징
<기술개발현항 및 분석> |
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| 본문내용 |
“연료전지” 란 연료의 산화에 의해서 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전지이다. 점점 에너지와 환경의 중요성이 커지고 있다. 그래서 대체에너지랑 하이브리드 자동차 같은 말이 떠오른다, 연료전지란 도대체 어떤 원리로 발전하고 현재 어느 정도까지 개발이 완료된 상태인지도 알아본다.
21세기 자동차로 가장 선두주자라면 모두 연료전지를 꼽는다. 특히 에너지 자원이 전무한 우리나라의 경우 에너지 기술개발의 중요성은 아무리 강조하여도 지나칠 수 없다. 국내 에너지 현안문제는 크게 에너지 수급구조의 불안정성 심화, 석유 의존도의 급격한 증가, 에너지 소비의 고급화 추세, 환경요인 증대 및 투자제약 요인 심화, 에너지 다소비형 산업구조, 에너지 산업의 경쟁력 제고 필요성 증대 등으로 집약할 수 있다. 1997년 에너지 수입액은 우리나라 총 수입액의 14%에 해당하는 271억 달러에 달하고 있어 국민경제에 에너지 부담이 과중한 상황이다. 하지만 전기분해의 역반응의 원리를 이용하는 연료전지의 경우 그 기술력이 문제이지 자원의 문제는 아니라고 할 수 있다.
우리나라에서도 연료전지 기술개발의 중요성을 인식하여 국가의 대체에너지 개발사업 및 선도기술 사업을 통하여 연료전지 분야를 중점지원 사업으로 선정하여 한전의 전력연구원, 국책연구소, 대학, 민간기업이 참여하는 형태로 개발 연구가 진행되어 오고 있다. 더욱 자세한 사항은 다음에 알아보기로 하고 이 연료전지는 어떠한 원리로 작동되는지 살펴보도록 하자.
□연료전지 발전원리
연료극(양극)에 공급된 수소는 수소이온과 전자로 분리
수소이온은 전해질층을 통해 공기극으로 이동하고 전자는 외부회로를 통해 공기극으로 이동하며 전기 생성
공기극(음극)쪽에서 산소이온과 수소이온이 만나 반응생성물(물)을 생성
⇒최종적인 반응은 수소와 산소가 결합하여 전기, 물 및 열생성
주) 1.전해질은 한 전극에서 다른 전극으로 수소 이온을 전달해 주는 역할을 하며 이온전달의 저항을 최소화 해주기 위하여 전해질막은 전극이 접촉되지 않는 범위에서 가능한 얇게함.
2. 촉매는 전극 의 반응을 향상시며 2개의 전극으로 구성된 단위 셀은 이론적으로 전압을 1.23Volt 까지 생성시킬 수 있으나, 실제는 0.7V 정도를 생산함.
3. 따라서 연료전지는 필요한 전압을 위하여 겹층으로 구성하며 요구되는 출력을 얻기 위해 표준 크기의 스택을 직렬로 연결하여 상용연료전지를 구성함.
□연료전지 발전시스템 구성도
개질기(Reformer) : 천연가스, 메탄올, 석탄, 석유 등을 수소로 연료변환시키는 장치
단위전지(Unit Cell) : 연료전지 단위전지(Cell)는 기본적으로 전해질이 함유된 전해질 판, 연료극(anode), 공기극(cathode), 이들을 분리하는 분리판 등으로 구성. 통상 0.6～0.8V의 낮은 전압이 생성
스택(Stack) : 원하는 전기출력을 얻기 위해 단위전지를 수십장, 수백장 직렬로 쌓아 올린 본체
전력변환기(Inverter) : 연료전지에서 나오는 직류전기(DC)를 우리가 사용하는 교류(AC)로 변환시키는 장치
□연료전지의 종류 및 특징
2.장점
발전효율이 40～60 % 이며, 열병합발전시 80% 이상 가능
천연가스, 메탄올, 석탄가스 등 다양한 연료사용 가능
환경공해 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 송배전시의 설비 및 전력 손실 적음
부하변동에 따라 신속히 반응하며, 설치형태에 따라서 현지 설치용, 분산 배치형, 중앙집중형 등의 다양한 용도 사용 가능
3.단점
고도의 기술과 고가의 재료 사용으로 인해 현재는 경제성이 떨어짐
내구성과 신뢰성의 문제 등 상용화를 위해선 아직 해결해야 할 기술적 난제가 존재.
연료전지에 공급할 원료(ex 수소)의 대량 생산과 저장, 운송, 공급 등의 기술적 해결이 시급하고 연료전지의 상용화를 위한 인프라 구축 역시 미비한 상황.
그동안 화석연료 에너지 체제에 익숙해져 있기 때문에 새로운 형태의 에너지 시스템에 대한 국민들의 인식 부족.
4.활용방안
연료전지는 소규모의 휴대용 전자기기(노트북, 휴대폰, 단말기 등)부터 스쿠터, 승용차, 항공기 등의 수송용은 물론 가정용, 발전용 등의 대형 전기발전장치에 이르기까지 넓은 영역에 걸쳐 적용가능
5.연료전지 적용 사례
◀ 도시바의 연료전지 노트북
▲히타치의 연료전지로 구동되는 휴대용 정보 단말기
◀연료전지 핸드폰
노키아 연료전지 헤드셋▶
◀ BMW 연료전지자동차
◀ 가정용 연료전지
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| 참고자료 |
삼성경제연구소 : http://www.seri.org/
네이버지식인
http://kin.naver.com/db/detail.php?d1id=9&dir_id=906&eid=Nzs8hYBv2k6V25bln/WWkla9KUqcpx4F&qb=v+y4rrOqtvMgv6y34cD8wfbC9w==
에너지관리공단 신재생에너지센터
대체에너지(Alternative Energy)
대체에너지원별 기술자료
www.energy.or.kr
수소연료전지블로그 : http://blog.naver.com/h2fc_kemco |
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| 학교정보 |
2주간 다운받은 학생의 학교정보를 보여줍니다.(5P 소요)
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