연료전지

1. 서론 <1> SOFC란?? (Soild Oxide Fuel Cell) 3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지는 산소 또는 수소 이온전도성을 띄는 고체산화물을 전해질로 사용하는 연료전지로써 1937년에 Bauer와 Preis에 의해 처음으로 작동되었다. 고체산화물 연료전지는 현존하는 연료전지 중 가장 높은 온도(700 - 1000 ℃)에서 작동하며, 모든 구성요소가 고체로 이루어져있기 때문에 다른 연료전지에 비해 구조가 간단하고, 전해질의 손실 및 보충과 부식의 문제가 없으며, 귀금속 촉매가 필요 없고 직접 내부 개질을 통한 연료 공급이 용이하다. 또한, 고온의 가스를 배출하기 때문에 폐열을 이용한 열 복합 발전이 가능하다는 장점도 지니고 있다. 이러한 장점 때문에 고체산화물 연료전지에 관한 연구는 21세기초 상업화를 목표로 미국, 일본 등 선진국을 중심으로 활발히 이루어지고 있다. 일반적인 고체산화물 연료전지는 산소 이온전도성 전해질과 그 양면에 위치한 공기극 (cathode) 및 연료극 (anode)으로 이루어져있다. 작동원리는 공기극 에서는 산소의 환원 반응에 의해 생성된 산소이온이 전해질을 통해 연료극으로 이동하여 다시 연료극에 공급된 수소와 반응함으로써 물을 생성하게 되고, 이때, 연료극에서는 전자가 생성되고 공기극에서는 전자가 소모되므로 두 전극을 서로 연결하면 전기가 흐르게 되는 것이다. 표 1. 국내외 SOFC 개발 현황 스택 제작 기관국가스택 구조작동 온도개발 현황단위전지 형태연결 재료Siemens Westinghouse 미국원통형 (공기극 지지형)LaCrO3 Ni felt1000℃100kW system 250kW FC/GT systemZtek미국원반형-900～1000℃가압 25kW module 250kW FC/GT systemMisubishi 중공업일본원통형 (band cell 연결형)NiAl/Al2 O3 900℃가압 10kW moduleChubu 전력 Misubishi 중공업일본평판…
900…