수소 연료 전지 원리

수소 연료 전지의 원리는 수소와 산소를 이용하여 전극에서 산화 복원 반응을 발생시켜 전기를 생성하는 것이다.

수소연료전지는 수소를 연료로 하고 전기화학반응을 통해 연료 중의 화학에너지를 전기로 직접 전환하는 발전기이다. 수소 연료 전지의 기본 작동 원리는 전해수의 역반응으로 수소와 산소를 각각 양극과 음극에 공급하고 수소는 양극을 통해 바깥쪽으로 확산되고 전해질이 반응하면 전자를 방출하여 외부 부하를 통해 음극에 도달한다. 수소는 연료 전지의 양극에 있는 촉매제 (백금) 를 통해 전자와 수소 이온 (양성자) 으로 분해된다.

양성자는 양성자 교환막을 통해 음극과 산소반응에 도달해 물과 열로 변한다. 해당 전자는 양극에서 외부 회로를 통해 음극으로 흐르는 전기를 생성합니다. 수소 연료 전지의 전극은 보통 귀금속으로 만들어졌는데, 예를 들면 플루토늄, 텅스텐과 같은 것이다. 양극에 있는 귀금속 촉매제는 수소의 산화반응을 촉진시켜 전자를 생산한다. 음극에 있는 귀금속 촉매제는 산소의 환원반응을 촉진시켜 전자를 받아들이고 물을 형성한다.

수소 연료 전지의 응용 분야

대형 발전소는 수력, 화력, 원자력 등 송전 전기를 송전망 () 으로 보내 송전망 () 에서 사용자에게 전달한다. 그러나 각 전기 사용자의 부하가 다르기 때문에 전력망은 때때로 최고점으로 나타나기도 하고, 때로는 저곡으로 나타나기도 하는데, 이로 인해 정전이나 전압이 불안정해질 수도 있다.

또한 기존의 화력발전소의 연소 에너지는 보일러와 증기 터빈 발전기와 같은 거대한 설비에 약 70 을 소비하며, 연소할 때 대량의 에너지와 대량의 유해 물질을 소모한다. 수소 연료 전지를 사용하여 전기를 생산하는 것은 연료의 화학에너지를 전기로 직접 변환하는 것으로, 연소할 필요가 없고, 에너지 변환율은 60-80 에 달할 수 있으며, 오염이 적고 소음이 적으며, 장치는 크고 유연할 수 있다.