5가지 유형의 연료전지 소개

양성자 교환막 연료전지는 양성자 교환막을 전해질로 사용합니다. 이러한 유형의 연료전지에서는 수소 가스가 양극을 통해 공급되고 산소 가스가 음극에 공급되며, 양성자 교환막이 이들 사이의 전해질 역할을 합니다. 전기화학 반응이 진행되는 동안 양극의 수소 가스는 양성자와 전자로 분리됩니다. 양성자가 양성자 교환막을 통과하는 동안 전자는 외부 회로를 통해 흘러 전력을 생성합니다. 음극에서 산소는 양성자 및 전자와 결합하여 부산물로 수증기를 생성합니다. PEMFC는 높은 전력 밀도, 빠른 시동 시간, 고효율 변환 등의 장점을 제공하여 자동차, 소형 트럭과 같은 운송 차량에 널리 사용됩니다.

알칼리 연료전지는 수산화칼륨 용액을 전해질로 사용합니다. AFC에서 수소 가스는 양극에서 수소 이온과 전자로 분해됩니다. 수소이온은 수산화칼륨 용액을 가로지르며, 전자는 외부 회로를 통해 흘러 전력을 생성합니다. 음극에서는 산소가 수소 이온 및 전자와 결합하여 부산물로 물이 생성됩니다. AFC는 고효율 변환 및 내구성을 나타내지만 수산화칼륨 용액의 부식성으로 인해 항공우주 및 국방과 같은 특정 분야에 널리 적용됩니다.

인산형 연료전지는 인산을 전해질로 사용합니다. PAFC에서 수소 가스는 양극에서 양성자와 전자로 분리됩니다. 양성자는 인산 전해질을 통해 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 흘러 전력을 생성합니다. 음극에서 산소는 양성자 및 전자와 결합하여 부산물로 물을 생성합니다. PAFC는 발전기 세트 및 열병합 발전 시스템에 일반적으로 적용되는 고효율 변환 및 안정성을 제공합니다.

고체산화물 연료전지는 고체산화물 물질을 전해질로 사용한다. SOFC에서는 수소 가스가 양극에서 양성자와 전자로 분해됩니다. 양성자는 고체 산화물 전해질을 통해 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 흘러 전력을 생성합니다. 음극에서 산소는 양성자 및 전자와 결합하여 산화되어 산소 이온을 생성합니다. 이러한 산소 이온은 고체 산화물 전해질을 통해 다시 양극으로 전달되고, 그곳에서 수소 가스와 반응하여 부산물로 수증기를 생성합니다. SOFC는 고효율 변환, 연료 유연성 및 긴 수명과 같은 장점을 제공하므로 발전기 세트 및 열병합 발전 시스템에 일반적으로 사용됩니다.

용융탄산염 연료전지(MCFC)는 용융탄산염을 전해질로 사용하는 고온 연료전지이기도 합니다. MCFC에서 연료 가스는 일반적으로 수소와 이산화탄소의 혼합물로 구성됩니다. 이들 가스는 양극 반응 구역에서 탄산염 이온과 전자로 분해됩니다. 탄산염 이온은 고온에서 용융된 탄산염 전해질을 통해 이동할 수 있으며, 음극 반응 구역에서 산소와 결합하여 물, 이산화탄소 및 전자를 생성할 수 있습니다. 전자는 외부 회로를 통해 흘러 전력을 생산합니다. MCFC의 작동 온도는 일반적으로 섭씨 600~700도 범위입니다.