[반응공학] 연료전지의 기술 동향(영문)

1. Introduction to Fuel Cell Technology

연료전지는 전기화학적 반응을 통해 수소와 산소의 화학 에너지를 직접 전기에너지로 전환하는 장치이다. 이 기술은 19세기 말에 제안되었으며, 1960년대 우주선에 적용되면서 본격적으로 상용화의 길이 열렸다. 연료전지의 가장 큰 특징은 높은 효율과 친환경성에 있으며, 화석연료를 사용하는 발전 방식에 비해 이산화탄소 배출량이 크게 줄어든다. 현재 전 세계 연료전지 시장은 연평균 13% 이상의 성장률을 기록하고 있으며, 2023년 기준 약 25기가와트(GW)의 설치 용량을 보유하고 있다. 대표적인 연료전지 종류로는 연탄전지(PEMFC), 고온 산소전지(PAFC), 용융탄산염전지(MCFC), 고체 산화물 연료전지(SOFC)가 있으며, 각각의 기술은 온도 범위와 응용 목적에 따라 구별된다. 예를 들어, PEMFC는 빠른 시동과 고출력 특성을 갖추고 있어 자동차와 가정용 발전에 주로 활용되고 있으며, 미시간에 위치한 현대자동차는 2022년부터 수소 연료전지 차량을 양산하고 있다. 연료전지의 효율은 일반 화력발전보다 높으며, 일부 기술은 60% 이상 높은 효율을 기록하기도 한다. 하지만 아직 초기 시장 단계이며, 수소 공급 인프라 …