연료전��에 관하여

1.1 정의
전기화학반응에 의해 연료가 가지고 있는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전기화학 장치로 미래의 환경친화적 신에너지이다. 일종의 발전장치라고 할 수 있으며 산화․환원반응을 이용한 점 등 기본적으로는 보통의 화학전��왿� 같지만, 닫힌 계 내에서 전��반응을 하는 화학전��왿� 달라서 반응물이 외부에서 연속적으로 공급되어, 반응생성물이 연속적으로 계외로 제거된다. 가장 전형적인 것에 수소-산소 연료전��가 있다.
수소 외에 메탄과 천연가스 등의 화석연료를 사용하는 기체연료왿�, 메탄올(메틸알코올) 및 히드라진과 같은 액체연료를 사용하는 것 등 여러 가지의 연료전��가 나왔으며 이 중에서, 작동온도가 300 ℃ 정도 이하의 것을 저온형, 그 이상의 것을 고온형이라고 한다. 또, 발전효율의 향상을 꾀한 것이나, 귀금속 촉매를 사용하지 않는 고온형의 용융탄산염 연료전��를 제2세대, 보다 높은 효율로 발전을 하는 고체산화물 연료전��를 제3세대의 연료전��라고 한다.
1.2 연료전��의 원리
석유나 천연가스 등의 화석연료를 개질하여 얻은 수소나 순수한 수소를 공기중의 산소왿� 반응시킴으로써 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 고효율의 무공해 발전장치로서 공기극(cathode)에는 산소가, 연료극(anode)에는 수소가 공급되어 물의 전기분해 역반응으로 전기화학반응이 진행되어 전기, 열, 물이 발생하게 된다.

1) 연료개질장치
연료전��에서는 이상적으로 순수수소를 연료로 사용하는 것이 좋으나 기존의 천연가스, 석유, 메탄올등 화석연료의 인프라를 활용하기 위해서는 이들 연료로부터 수소를 추출해내는 것이 필요하다. 연료개질기는 이러한 역할을 담당하며 현재 통용되고 있는 방법으로는 부분산화법, 자열개질법, CO2 개질법, 직접분해법, 플라즈마 촉매개질법, 흡착부과반응개질법 등의 방법이 있다. 연료 개질기에서는 특히 불순물로 존재하는 CO2의 제거 공정이 중요하다.