연 료 전 지(Fuel Cell)
SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)
073890 이규호
073862 박지예
Contents
연료전지 종류 및 특징
SOFC 의 응용
휴대용
자동차용
선박용
가정용/상업용
대형발전용
SOFC 의 동향
SOFC 의 과제
연료전지(Fuel Cell) 특징 및 종류
연료전지의 종류
전해질의 종류 및 특성에 따른 작동온도, 구성요소, 시스템의 형태
PAFC MCFC SOFC PEMFC DMFC AFC
전해질 인 산 탄산리튬/
탄산칼륨
안정화 지르코니아
수소이온 교환막
수소이온
교환막 수산화칼륨 이온전도체 수소이온 탄산이온 산소이온 수소이온 수소이온 수소이온 작동온도(℃) 200 650 700-1000 <100 <100 <100
연 료 수소 수소
일산화탄소
수소
일산화탄소 수소 메탄올 수소
연료원료 도시가스LPG도시가스LPG 석탄
도시가스LPG 석탄, 디젤
메탄올, 에탄
휘발유, 수소 메탄올 수소
효 율(%) 40 45 45 45 30 40
출력범위(KW) 100-5,000 1,000-10,000 1-10,000 1-10,000 1-100 1-100 주요용도 분산발전형 대규모발전 가정용 발전
대규모 발전 수송용 동력원 휴대용 전원 우주선용 전원 개발단계 실증-실용화 시험-실증 시험-실증 시험-실증 시험-실증 우주선적용
휴 대 용
배터리의 고출력, 고 에너지밀도를 동시에 요구
시스템의 소형화, 간편화
빠른기동, 소형화에 적합한 부분산화(PO) 또는 자연개질(ATR) 반응
빠른 기동, 잦은 on-off 및 단열과 같은 문제점
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 응용분야
자동차용
빠른 기동, 잦은 on-off 및 고출력에 적합한 PEMFC 를 중심으로 개발
주 동력을 대체하기는 어려울 것으로 판단
화석연료를 연료로 하는 내연기관 자동차의보조전원용 고효율 발전장치
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 응용분야
선박용
이산화탄소를 획기적으로 줄일 수 있음
각종 장치 및 장비 최소화, 기관실 용적 감소,선박무게 줄임
선내 공간활용도 높아짐
프로펠러를 회전시키는 추진축 길이가 줄어 에너지낭비를 줄임
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 응용분야
선박용
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 응용분야
가정용 / 상업용
전기와 열을 동시에 생산하는 열병합 발전시스템으로 발전
도심등과 같은 수요처에 직접 발전소를 건설, 부수적인 송배전 시설의 간소화
SOFC 로 시스템을 구성시 전기효율 45∼60%, 전체효율(열+전기) 85∼90%
PEMFC와 가격 경쟁력 및 안정성 에 의한 시장 진입성 경쟁
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 응용분야
대형 발전용
고온 작동으로 인해 비싼 귀금속 촉매의 불필요
다양한 연료를 사용 가능(천연가스, 석탄, 석유, 매립지 가스, 수소 등)
열병합(Combine Heat and Power) 발전이 유리
값싼 대면적화 기술 및 기체 밀봉 기술의 발전
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 응용분야
Siemens Westinghouse SOFC/Gas Turbine Hybrid Siemens Westinghouse 250kW solid oxide fuel cell Micro CHP(Combine heat and power) unit
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 응용분야
연료전지(Fuel Cell) 의 동향
국내 기술 동향
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 기술동향
국외 기술 동향(미국)
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 기술동향
국외 기술 동향(일본)
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 기술동향
국내외 기술 동향(통합)
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 기술동향
국내외 기술 동향(통합)
고체 산화물 연료전지(SOFC) 의 기술동향
SOFC 단전지, 소재 개발 모두 고체이며 고온 사용
이용형태(스택의 디자인)와 제조공정기술 고려
각 분야의 사용온도 저온화에 따른 효율 고려
저가의 금속재 구성부품에 따른 경제효율
열 충격, 기체밀봉, 느린 기동
◆ 금속의 부식방지, 전기화학적 활성유지 문제
