연료전지는 수소와 산소의 전기화학 반응을 통해 화학 에너지를 전기 에너지로 직접 변환하는
장치입니다. 연소 과정이 없기 때문에 발전 효율이 높고 온실가스를 배출하지 않습니다.
연료전지 시스템의 4대 핵심 서브시스템
- 개질기: 도시가스를 수소로 변환하는 장치입니다. - 재순환 펌프: 반응하고 남은 수소를 버리지 않고 다시 스택으로 보내 효율을 극대화합니다. - 공기 필터: 외부 공기의 미세먼지와 불순물을 제거하여 촉매 오염을 막습니다. - 공기 압축기: 스택 내부에 산소를 빠르게 밀어 넣어 반응 속도를 높입니다. - 가습기: 스택 내부의 전해질막이 마르지 않도록 공기에 적절한 수분을 공급합니다. - 냉각수 펌프 & 라디에이터: 화학 반응 시 발생하는 고열을 식혀 스택의 최적 운전 온도 (약 60~80°C)를 유지합니다.
- 물 배출 밸브: 공기극에서 산소와 수소가 만나 생성된 순수한 물(H₂O)을 시스템 외부로
배출합니다.
- 인버터/컨버터: 스택에서 나오는 직류(DC) 전기를 자동차 모터나 가정에서 쓸 수 있는 전압과 교류(AC) 전력으로 변환합니다.
🔋 작동 원리 4단계
- 연료극 (Anode): 주입된 수소가 촉매를 통해 수소 이온(H⁺)과 전자(e⁻)로 분리됩니다.
- 전해질 (Electrolyte): 분리된 수소 이온만 통과시켜 반대편 공기극으로 보냅니다.
- 전기 발생: 외부 도선을 따라 전자가 이동하면서 직류 전기를 생성합니다.
- 공기극 (Cathode): 수소 이온, 전자, 산소가 만나 물(H₂O)과 열을 배출합니다.
⚖️ 일반 배터리와의 차이점
- 배터리: 에너지를 내부에 저장해 두고 쓰는 방식이므로 방전 시 재충전이 필요합니다.
- 연료전지: 외부에서 수소와 산소를 공급하는 한 충전 없이 계속 전기를 생산하는 발전기
입니다.
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