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[화학공학] 고분자 전해질 연료전지

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    [화학공학] 고분자 전해질 연료전지에 대한 자료입니다.
    목차
    List of Figures
    List of Table
    1. 서론
    2. 연료전지
    2.1. 연료전지란
    2.2. 연료전지의 원리
    2.3. 연료전지의 종류
    3. 고분자 전해질 연료전지 시스템 개요
    3.1. 고분자 전해질 연료전지의 기본원리
    3.2. 고분자 전해질 연료전지의 구성
    3.2.1. 분리판
    3.2.2. 전극
    3.2.3. 고분자 전해질막
    3.3. 고분자 전해질 연료전지의 특징
    3.3.1. 고분자 전해질 연료전지의 연료
    3.3.2. 고분자 전해질 연료전지의 장점
    3.3.3. 고분자 전해질 연료전지의 단점
    3.4. 고분자 전해질 연료전지의 용도
    4. 고분자 전해질 연료전지 기술동향
    4.1. 한국
    4.2. 일본
    4.3. 미국
    5. 향후전망
    참고문헌
    본문내용
    연료전지는 지난 1839년 영국의 과학자 그로브가 수소-산소 연료 전지를 발견한 것을 1세대로 하여 2세대인 고온의 용융탄산염 연료전지를 거쳐 3세대인 고분자전해질 연료전지로까지 발전했다. 고분자전해질 연료전지는 수소이온교환 특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서 solid polymer electrolyte fuel cell (SPEFC), solid polymer fuel cell(SPFC), polymer electrolyte fuel cell (PEFC), 또는 proton-exchange membrane fuel cell (PEMFC)등의 다양한 이름으로 불리고 있다. 다른 형태의 연료전지에 비하여 작동온도가 낮은 고분자전해질 연료전지는 효율이 높고 전류밀도 및 출력밀도가 크며 시동시간이 짧은 동시에 부하변화에 대한 응답특성이 빠른 특성이 있다. 특히 전해질로 고분자막을 사용하므로 전해질 손실이 없고, 기존의 확립된 기술인 메탄올 개질기의 적용이 가능하며, 반응기체 압력변화에도 덜 민감하다. 또한 디자인이 간단하고 제작이 쉬우며 연료전지 본체재료로 여러 가지를 사용할 수 있는 동시에, 부피와 무게도 작동원리가 같은 인산 연료전지에 비해 작다. 이러한 특성이외에도 다양한 범위의 출력을 낼 수 있는 장점이 있기 때문에 고분자전해질 연료전지는 무공해 차량의 동력원, 현지 설치형 발전, 우주선용 전원, 이동용 전원, 군사용 전원 등 매우 다양한 분야에 응용될 수 있다.그러나 고분자전해질 연료전지는 낮은 온도에서 작동되므로 폐열을 활용할 수 없고 고온에서 작동되는 개질기와 연계하기가 어렵다는 문제점이 있으며 전극촉매로 Pt를 사용하기 때문에 반응기체 내에서의 CO 허용치가 낮고 제조비용을 줄이기 위해서 촉매 함침량을 크게 낮추어야 하는 한다는 어려움이 있다. 또한 전해질로 사용하는 고분자막의 값이 매우 비싸고 운전 중에 고분자막의 수분함량 조절이 어렵다는 단점이 있다.
    고분자전해질 연료전지는 원래 1960 년대에 Gemini 우주선과 같이 특수 목적으로 사용되었으나, 1980 년대 말에 이르러 무공해 차량의 동력원으로 활용될 것이 기대됨에 따라 다시 활기를 찾게 되어 현재 전 세계적으로 이에 대한 연구개발이 활발히 진행되어 오고 있다.
    참고문헌
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    - M. S. Wilson, U. S. Patent 5,2
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