분야별 정보

연료전지/수소전지

연료전지

연료전지기술

연료전지는 수소와 산소의 화학반응으로 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 기술

  • 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 발전시스템 구성도

연료전지 발전시스템 구성도 천연가스, 남사, 메탄올(100%) - 연료 - 개질기(Reformer) - 연료전지(STACK) - 전력변환기(Inverter) - 교류
자료 : 에너지관리공단 신재생에너지센터

기술개발 현황

해외현황
  • 미국은 1970년대, 일본은 1980년대 초부터 본격적인 개발에 착수
  • 선진국 연료전지기술은 이미 실증연구 및 실용화단계에 와 있으며, 미국과 일본이 실용화 기술을 보유하고 있는 실정
  • 기존 기술과 경쟁성 확보를 위해 설비 단가를 감소시키는 등 경제성 확보에 주력하고 있는 상황
국내현황
  • 1985년부터 에너지 기술연구소와 한전기술 연구소 공동으로 5.9kW 인산 연료전지 본체를 수입하여 성능실험을 한 것이 효시임
  • 1987년부터 6년 계획인 국책연구사업으로 2kW급 인산형 연료전지 발전기 개발(과기부)
  • 1996년부터 고분자 연료전지 연구가 시작되었고 한국에너지기술연구원이 주축이 되어 2001년 가 정용 5kW급 고분자 연료전지 스택과 시스템을 개발
  • 2002년부터 상업화를 목적으로 (주)GS퓨얼셀이 주관이 되어 더욱더 컴팩트하고 성능이 향상된 3kW급 열병합 고분자 연료전지 시스템 개발을 완료하고 실증단계임
  • 2004년부터 프로젝트형 기술개발로 자동차용, 가정용(RPG), 발전용, 소형 이동 전원용 등 다양한 분야에 기술개발 추진 중
  • 연료전지 발전시스템 가격은 스택 30%, 개질시스템 30%, 전력변환기 및 BOP 40%로 구성

수소에너지

수소에너지 기술

  • 수소에너지 기술은 물, 유기물, 화석연료 등의 화합물 형태로 존재하는 수소를 분리, 생산해서 이용하는 기술

    수소는 물의 전기분해로 가장 쉽게 제조할 수 있으나 입력에너지(전기에너지)보다 수소에너지의 경제성이 너무 낮으므로 대체 전원 또는 촉매를 이용한 제조기술 연구

    ※ 에너지보존법칙상 입력에너지(수소생산)가 출력에너지(수소 이용)보다 큰 근본적인 문제가 있음

  • 수소는 액체로서 수송할 수 있으며 고압가스, 액체수소, 금속수소화물 등의 다양한 형태로 저장이 가능함

    현재 수소는 기체 상태로 저장하고 있으나 단위 부피당 수소저장밀도가 너무 낮아 경제성과 안정성이 부족하여 액체 및 고체저장법을 연구 중

수소에너지 시스템

수소에너지 시스템도 이미지 확대보기
자료 : 에너지관리공단 신재생에너지센터
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