[에너지공학] Hydrogen fuel cell

1. 수소 연료전지 개요

수소 연료전지는 수소와 산소의 화학반응을 통해 전기를 생산하는 장치이다. 이는 전통적인 화석연료 기반의 발전 방식과 달리 배출가스가 없으며, 오직 물만 방출하는 친환경 에너지 시스템이다. 수소 연료전지는 고온 또는 저온 연료전지로 나뉘며, 각각의 종류는 작동온도와 응용 분야에 따라 다르다. 대표적으로 고온 연료전지인 고체 산화물 연료전지(SOFC)는 고효율과 내구성 측면에서 우수하며, 발전소에 활용되고 있다. 저온 연료전지인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)는 차량이나 휴대용 전력원에 적합하다. 세계적으로 수소 연료전지 시장은 빠르게 성장하고 있는데, 2023년 기준 글로벌 시장 규모는 약 70억 달러에 이르며 연평균 성장률은 20% 이상으로 예상된다. 주요 국가인 일본과 독일은 수소경제를 적극 추진하여 각각 연간 수소 생산량을 2025년까지 300만 톤으로 확대할 계획이다. 대한민국 역시 수소경제 활성화 방안을 통해 2030년까지 수소 생산량을 60만 톤으로 늘리기 위한 정책을 발표하였다. 수소 연료전지는 교통, 가정, 산업 전반에 적용될 수 있으며, 특히 차량 분야에서는 현대자동차와 토요타 등의 글로벌 기업이 수…