| 초록 |
연료전지는 연료 (수소, 메탄올, 천연가스, 휘발유, 석탄 등)가 가지고 있는 화학에너지를 전기화학반응에 의해 전기에너지로 직접 변환시키는 발전장치이다. 연료전지는 기존의 화력발전보다 효율이 높고 질소화합물, 황화합물, 매연 등의 공해물질 배출이 없으며 연료로 수소, 석탄가스, 천연가스, 매립지가스, 메탄올, 휘발유의 사용이 가능한 동시에 다양한 용량으로의 건설과 증설이 용이하다는 장점이 있다. 따라서 차세대 신에너지원으로서 전세계적으로 연구개발이 한창 진행되고 있으며 일부는 곧 실용화될 전망으로 있다. 연료전지는 공기극 (cathode) 및 연료극 (anode)의 전극과 이 전극들 사이에 위치하는 전해질로 구성되어 있는데 연료극에는 수소가, 공기극에는 공기 (또는 산소)가 공급되어 각 전극에서 전기화학반응이 진행된다. 연료전지는 사용되는 전해질에 따라 종류가 나눠지며 이에따라 전해질을 통과하는 이온전달체가 달라지고 최고로 작동할 수 있는 작동온도도 달라진다. 작동온도에 따라 전극의 종류, 연료, 연료원료, 효율, 출력범위, 용도가 또한 달라지게 된다. 연료전지는 전해질의 종류에 따라 발전용의 인산연료전지 (PAFC; Phosphoric Acid Fuel Cell), 용융탄산염 연료전지 (MCFC; Molten Carbonate Fuel Cell), 고체산화물 연료전지 (SOFC; Solid Oxide Fuel Cell)가 있으며 수송용으로 고분자전해질 연료전지 (PEMFC; Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell), 휴대용으로 직접메탄올 연료전지 (DMFC; Direct Methanol Fuel Cell)가 있다. 최근에는 연료전지와 MEMS공정을 결합한 정보통신용 MEMS 실리콘 연료전지에 대한 연구가 새로이 진행되고 있다. 본 발표에서는 이러한 연료전지들 중 고분자전해질을 사용하는 고분자전해질 연료전지, 직접메탄올 연료전지, MEMS 실리콘 연료전지의 일반적인 현황과 핵심 구성요소인 고분자전해질의 개발 동향에 대하여 소개하고저 한다. |
