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수소연료전지에 대해서 몇 가지 문의드립니다!

  • 작성일 2020-11-18
    작성자 김민성 조회 206
  • 카테고리 연료전지
우리나라의 에너지 기술 개발을 위해 힘쓰시느라 고생이 많으십니다.
온실가스에 의한 지구온난화 문제로 전 세계가 어려움을 겪고 있습니다.
그 와중에 이산화탄소를 전혀 배출하지 않는 수소 에너지는 향후 미래의 핵심 에너지라고 생각하며, 현재 수소연료전지에 대해서 공부중인 대학교 4학년 재학생 이라고 합니다. 그리고 몇 가지 의문점이 생겨 실례를 무릅쓰고 질문드립니다.

1. 수소연료전지 화학 반응시, 기체 수소 1kg가 물 9kg을 발생시키는 걸로 알고 있습니다. 만약에 3000톤의 물을 생성하기 위해서는 대략 기체 수소 340톤 가량이 필요한게 맞나요?

2. 여러 수소연료전지 중 대용량의 전기를 생성하기에 적합한 종류로 MFC(탄산용융염형) 와 고체산화물형(SOFC)이 있는걸로 알고 있습니다.
그렇다면 현재 귀 연구원(한국에너지기술연구원)에서 연구 중 이시거나 알고 계신 내용 중, 현재를 포함해서 향후 미래에는 어떤 종류의 수소연료전지가 대용량 발전에 가장 적합하다고 생각하시나요?

3. 2번쨰에서 질문 드린 항목과 연계되는 내용입니다. 현재 가장 큰 양의 전기를 생성해낼 수 있는 수소연료전지는 무엇이며, 그 수소연료전지의 발전량은 어떻게 되나요?

4. 대량의 수소를 저장하고 운반하기 위해서는 영하 250도 가량에서 수소를 액화시켜 운반해야하는 걸로 알고 있습니다. 현재 액화수소 탱크 저장 능력이 어느 정도 수준인지 (탱크 용량) 궁금합니다.

여러 가지 내용을 문의드려 죄송스럽게 생각하며, 바쁘신 시간 내주셔서 답변주시면 정말 감사하겠습니다.

[답변 글]

  • 답변자 박구곤
  • 답변일 2020-11-25

연료전지 분야에 관심 가져주셔 감사합니다. 


아래의 답변이 도움이 되길 바랍니다. 


(답변 : 질문 1)

 -  물(H2O) 한 분자를 만들기 위해서 수소(H2)도 한 분자가 필요함

 - 1 몰의 물과 수소는 각각 18 g 과 2 g 임

  - 질문자의 계산 대로, 무게 기준으로 수소대비 9배의 물이 생성됨 


(답변 : 질문 2 &3)

  - PEMFC, PAFC, MCFC, SOFC, AMFC 등 다양한 종류의 연료전지가 있으며, 전해질의 종류에 따라 명칭이 정해짐

  - 각 전해질은 이온의 이동이 원활한 온도범위가 상이함

  - 연료전지 종류별로 장단점이 있으며, 응용분야에 따라 적합성이 상이함

  - 승용차, 이동전원용 등 경우는 운전온도가 낮은 PEMFC 등에 장점이 있고, 고효율 혹은 고품질의 열이 필요한 부분은 SOFC, MCFC 등 고온 환경에서 운전하는 연료전지의 장점이 있음

  - 연료전지는 터빈형태 발전기 등과 달리, 레고 블럭처럼 일정 규모의 모듈이 만들어지면, 용량증대가 상대적으로 용이함. PEMFC 경우 7 kW 급 스택을, SOFC는 1 kW 급 스택을 기본 모듈로 10 MW 및 100 MW 급 발전소를 운영하기도 함


(답변 : 질문 4)

  - 수소 저장방식은 고압가스 방식, 액화방식, 액상유기수소운반체(Liquid. Organic Hydrogen Carrier, LOHC), 암모니아 전환 등 다양한 방식 고려 중임 

  - 대체로 저장용기 대비 약 5 내지 6% 무게의 수소를 저장하면, 자동차용 등 사용에 무리가 없음

  - 액화수소 등 경우 무게당/부피당 수소저장 용량이 매우 증가하지만, 저장상태에서 안정성 등 측면에서 국내에서는 아직 연구개발이 필요한 분야임

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