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1. 고체산화물 연료전지의 기본 원리와 작동 방식을 설명해 주세요.
고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)는 산화물 전도성 고체 전해질을 이용하여 전기를 생성하는 전지입니다. 작동 원리는 공기에서 산소를 공급받아 전해질을 통해 전자를 받아들이고, 연료인 수소 또는 메탄 등을 음극(애노드)에서 산화시켜 양극(캐소드)로 전달하는 과정에서 전류가 흐름니다. 연료가 수소일 경우, 수소 분자는 음극에서 전자와 결합하여 수소 이온(H) 또는 산소 이온(O²)으로 변환되어 전해질을 통해 이동하며, 최종적으로 산소(공기 중 산소)가 양극에서 산화되어 전자를 받아들이면서 물이 생성됩니다. SOFC는 높은 작동 온도(700~1000도)에 따라 높은 효율(최대 60% 이상)을 유지하며, 재생에너지와 연료의 다양성 측면에서 뛰어난 장점을 지닙니다. 2015년 한국의 연구에서는 SOFC의 출력전력 밀도는 약 0. 6~0. 8 W/cm² 정도였으며, 2020년 기준으로 발전 효율이 60%를 넘고, 산업용, 가정용 전력 공급에 활용되고 있습니다. 또한, 2xxx년 국내 기업들이 1kW급 대형 SOFC 시스템을 상용화하여, 2023년에는 수백 가구에 공급하는 프로젝트가 진행 중입…