Polymer Electrolyte Fuel Cell의 성능 측정 실험(PEMFC - 고분자 전해질 연료전지) - 연료전지의 기본 원리와 그중 PEMFC의 특성에 대해 이해
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1. 목적 : 연료전지의 기본 원리와 그중 PEMFC의 특성에 대해 이해한다.
2. 이론
2-1. 연료전지
오늘날 세계 에너지 수요의 80%에 달하는 화석연료에는 한정된 양과 심각한 환경오염의 유발이라는 문제점이 있어서 끊임 없이 대에 연료의 필요성이 대두 되고 있다. 석유 화학 회사들의 추산에 의하면 석유와 천연 가스의 생산량은 2015~2020년경 정점에 달한 후에 점점 감소할 것이라고 한다. 환경문제 또한 지구온난화, 기후변화, 해수면 상승, 산성비, 오존층 고갈 노천 채탄(採炭)에 의한 삼림과 농지의 파괴등으로 세계적 환경 피해의 총액은 연간 5조 달러 정도로 추산된다. 이러한 화석 연료의 대체를 위해서는 수소에너지, Solar Cell, Biomass, 수력, 풍력 발전등의 친환경적인 에너지들이 연구되고 있다. 특히 대체에너지 중에서 수소에너지는 수소와 산소의 반응에 의한 물과 전기를 생성하는 연료전지가 크게 각광을 받고 있는다.
일찍이 수소에너지 체제(Hydrogen Energy System)는 1970년대에 제안되었고 지난 세기의 마지막 4분기 중에는 세계적으로 여러 대학과 연구소의 연구개발에 의해 수소에너지 체제의 기반이 확립되었다.
수소는 우수한 에너지 운반체로서 여러 가지의 특성을 가지고 있다. 가장 가볍고, 가장 효율적이며, 가장 깨끗하다. 이밖에도 한 가지 중요한 특성이 있는데 연료전지의 전기화학적 프로세스에 의해 고효율의 전기에너지로 변화할 수 있다는 것이다. 이때의 효율은 화석연료가 내연기관에 의해 기계적에너지로 변환되거나 화력발전소에서 전기에너지로 변환될 때보다 높다. 이 때문에 휴대용, 정치형, 운송용등 전반적인 에너지 분야에서 수많은 연구가 이루어 지고 있다.
2-2. 연료전지의 종류
연료전지는 크게 6가지AFC, SOFC, PEMFC, PAFC, MCFC와 PEMFC와 비슷한 구조를 가졌으나 수소가 아닌 메탄올을 연료로 사용하는 DMFC등으로 나눌 수 있다.
- 참고문헌
-
조은애 ; “고분자전해질 연료전지 기술개발 동향”, 3~4 (2005)
:고분자 전해질막 연료전지 (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC) 기술개발 현황:, 2~3 (2004)
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