본문/내용
1. 연료전지 및 수전해 시스템의 기본 원리와 작동 방식을 설명하시오.
연료전지와 수전해 시스템은 화학 에너지를 전기에너지로 변환하거나 역으로 전기를 이용해 화학적 에너지를 저장하는 기술입니다. 연료전지는 연료인 수소와 산소의 화학반응을 이용하여 직접 전기를 생산하며, 이때 수소가 산소와 반응하여 물과 전기를 생성합니다. PEM(고분자 전해질형 연료전지)는 60% 이상의 에너지 효율을 달성했으며, 1kW 규모의 실험은 2020년경 상용화가 이루어졌습니다. 수전해 시스템은 전기를 이용해 물에서 수소를 분리하는 기술로, 전기분해라는 균일한 화학반응을 통해 수소를 생산합니다. 1kWh의 전력을 투입하면 약 0. 04~0. 05㎥의 수소를 얻을 수 있으며, 2022년 기준 세계 수전해 수소 생산량은 1,000만 톤 이상으로 추산됩니다. 연료전지와 수전해는 각각 에너지 저장 및 재생 에너지 활용에 중요한 역할을 하며, 지속가능한 에너지 시스템 구축에 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 최근 국내 연구에서는 2025년까지 100㎿ 규모의 수전해 설비를 구축하는 목표를 세우고 있으며, 시스템 효율 향상과 비용 절감이 지속적으로 진행되고 있습니다.
2. 청정연료…