수소 에너지 및 연료 전지 소개

연료 전지는 다음과 같이 나눌 수 있습니다.양성자 교환막전해질 특성 및 사용 연료에 따라 양성자 교환막 연료전지(PEMFC)와 직접 메탄올 연료전지로 구분됩니다.

(DMFC), 인산연료전지(PAFC), 용융탄산염연료전지(MCFC), 고체산화물연료전지(SOFC), 알칼리연료전지(AFC) 등이 있습니다. 예를 들어, 양성자 교환막연료전지(PEMFC)는 주로 다음을 이용합니다.양성자 교환막양성자 전달 매질로 알칼리 연료 전지(AFC)는 수산화칼륨 용액과 같은 알칼리성 수용액 전해질을 사용합니다. 또한, 작동 온도에 따라 연료 전지는 고온 연료 전지와 저온 연료 전지로 나눌 수 있는데, 고온 연료 전지에는 주로 고체 산화물 연료 전지(SOFC)와 용융 탄산염 연료 전지(MCFC)가 포함되고, 저온 연료 전지에는 양성자 교환막 연료 전지(PEMFC), 직접 메탄올 연료 전지(DMFC), 알칼리 연료 전지(AFC), 인산 연료 전지(PAFC) 등이 포함됩니다.

양성자 교환막PEMFC(양성자 교환막 연료전지)는 수용성 산성 고분자 막을 전해질로 사용합니다. PEMFC는 작동 온도가 100°C 미만으로 낮고 백금계 전극과 같은 귀금속 전극을 사용하기 때문에 순수 수소 가스 환경에서 작동해야 합니다. 다른 연료전지와 비교했을 때, PEMFC는 낮은 작동 온도, 빠른 시동 속도, 높은 출력 밀도, 비부식성 전해질, 긴 수명 등의 장점을 가지고 있습니다. 이러한 장점 덕분에 현재 연료전지 자동차에 적용되는 주류 기술로 자리 잡았으며, 휴대용 및 고정형 기기에도 부분적으로 적용되고 있습니다. E4 Tech에 따르면, 2019년 PEMFC 연료전지 출하량은 44,100대에 달하여 전 세계 시장 점유율의 62%를 차지할 것으로 예상되며, 설치 용량은 934.2MW로 전 세계 시장의 83%를 차지할 것으로 추정됩니다.

연료전지는 양극에서 연료(수소)와 음극에서 산화제(산소)의 화학 에너지를 전기로 변환하여 차량 전체를 구동하는 전기 에너지를 생성합니다. 구체적으로, 연료전지의 핵심 구성 요소는 엔진 시스템, 보조 전원 공급 장치 및 모터입니다. 그중 엔진 시스템은 주로 전기 반응기로 구성된 엔진, 차량용 수소 저장 시스템, 냉각 시스템 및 DC-DC 전압 변환기로 구성됩니다. 반응기는 수소와 산소가 반응하는 가장 중요한 구성 요소이며, 여러 개의 단일 셀이 적층되어 구성됩니다. 주요 구성 요소로는 양극판, 막 전극, 종단판 등이 있습니다.


게시 시간: 2022년 8월 23일
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