연료전지 이용기술

(화학적에너지) (전기에너지)

(산화물)

(연료) (전기)

(열)

(연료전지)

PEMFC(고분자 전해질형) : Polymer Exchange Membrane(막) Fuel Cell DMFC(직접메탄올) : Direct Methanol Fuel Cell MCFC(용융탄산염) : Molten Carbonate Fuel Cell SOFC(고체산화물) : Solid Oxide Fuel Cell

용융 탄산염 연료전지 Cathode : 1/2O2 + CO2 + 2e- CO3

–- Anode : H2 + CO3

-- H2O + CO2 + 2e-

CO2,

(Li2CO3,K2CO3)

전해질 양극

Cathode : 1/2O2 + CO2 + 2e- CO3 --

Anode : H2 + CO3 -- H2O + CO2+ 2e-

(MCFC : MCFC(용융탄산염) : Molten Carbonate Fuel Cell)

(세라믹)

고온 재료 문제

산소이온 음극으로 이동

SOFC(고체산화물) : Solid Oxide Fuel Cell

LSM : 란탄, 스트론튬, 망가나이트 합금

(PAFC : Phosphoric Acid Fuel Cell)

상용화: 소형 열병합, 가정 사무실용 Cathode: 1/2O2 + 2H+ + 2e- H2O

Anode: H2 2H+ + 2e-

(수소 좋은 전도체)

, 출력 변동 용이

고가 촉매, 외부개질 장치 필요

자동차용으로 이용

PEMFC(고분자 전해질형) : Polymer Exchange Membrane(막) Fuel Cell

,고가 백금 촉매 필요(양극)

메타놀의 양극 이동으로 촉매 성능 저하 문제

DMFC(직접메탄올) : Direct Methanol Fuel Cell

직접메타놀 연료전지

• 휴대전화 등 모바일 제품의 배터리 충전용

• 메탄올 카트리지 교체( 편의점 등에서 카트리지 구매)

• 세계 최소(부피: 150㏄, 무게: 180g) 최강 출력(2W)

• 삼성종합기술원 삼성SDI 공동개발

휴대용 연료 메탄올 연료전지

DMFC(직접메탄올) : Direct Methanol Fuel Cell

알칼리 연료전지(Alkaline Fuel Cell)

• Anode: H2 + 2OH-

2H2O + 2e-

• Cathode: O2 + 2H2O + 4e-

4OH-

음극발생 물의 1/3 양극 이동

전해질: 수산화칼륨(KOH) – 백금 같은 희귀 금속

촉매 불필요

• 동작온도: 상온~ 250℃

• 원료: 수소(저장 장치 필요)

• 우주선, 군사목적 등으로

사용 중(아폴로 1.5kW급)

e-

e-

알칼리 연료전지 개념도

(청정 소비)

ZEV(Zero Emission Vehicle) : 무공해 차량

Pb-Acid : 납산 축전지 Ni-Cd : 니켈 카드늄 축전지 Ni-MH : 니켈 (메탈) 수소 축전지

Li-ion : 리튬 이온축전지 LPB : 리튬 폴리머 축전지 DMFC : 직접 메탄올 연료전지

RPG : Residential Power Generator