#06 미래에너지 혁명: 수소경제

 

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안녕하세요. 수전해/수소연료전지 기반 발전 시스템을 개발하는 (주)케이워터크레프트입니다.

저번 시간에는 수소사회 진입을 위한 세계 각국의 동향에 관하여 알아보았는데요.

오늘은 수소경제란 무엇이며 수소경제의 핵심을 이루는 수소연료전지에 관하여 알아보겠습니다.

1. 수소경제란

수소경제는 수소를 주요 에너지원으로 사용하는 경제산업구조를 말합니다.

즉 화석연료 중심의 현재 에너지 시스템에서 벗어나,

수소를 에너지원으로 활용하는 자동차, 선박, 열차, 기계 혹은 전기발전, 열 생산 등을 늘리고,

이를 위해 수소를 안정적으로 생산- 저장- 운송하는 데 필요한

모든 분야의 산업과 시장을 새롭게 만들어내는 경제시스템입니다.

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미국은 2003년 ‘수소 경제(Hydrogen Economy)’라는 함축적인 말로써

수소를 미래의 에너지원으로 전망하고,

이를 전 세계적으로 확산하기 위한 기점을 마련하였습니다.

이러한 국제적인 에너지 동향에 발맞추어

국내에서도 2004년을 수소에너지와 이의 전력화 응용 기술인 수소 연료전지 기술의 개발 원년으로 하여,

에너지 선진국으로 가기 위해 향후 보다 적극적이고 지속적으로 투자를 확대해간다는 방침입니다.

2. 수소경제의 핵심: 수소연료전지

수소에너지를 이용하는 기술에는 연료전지와

수소용 엔진(내연기관) 등이 있습니다.

이 중에서도 수소연료전지는

수소이용기술 중 가장 저비용으로 단기 내에 실용화시킬 수 있는 기술로 평가되고 있습니다.

(1) 연료전지란

연료전지는 수소와 산소로부터 전기 및 열을 발생하는 전기화학적 장치입니다.

H₂ + 1/2O₂ → H₂O + 전기, 열

또한 전기와 동시에 열이 발생하게 되므로 이를 이용하면 열, 전기를 동시에 얻을 수 있습니다.

또한 연료전지와 터빈을 조합해도 높은 효율로 발전하는 것이 가능하게 됩니다.

연료전지는 전지라는 이름 때문에

배터리와 같은 개념으로 전기를 저장하는 것으로 생각하는 사람이 많은데,

연료를 주입하는 한 전기를 지속적으로 생산해내는 발전기에 해당한다고 볼 수 있습니다.

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(2) 연료전지의 원리와 구성

연료전지는 연료를 태워 열에너지 → 역학적에너지 → 전기에너지 순으로 얻는 화력발전과 달리,

연료가 가진 화학에너지를 이용하여 직접 전기에너지를 얻습니다.

이런 점에서 연료전지는 기존의 내연기관에 비해 월등히 높은 효율을 보이는 것입니다.

연료전지의 기본 구성은 연료극/전해질층/공기극으로 접합되어 있는 셀이며,

다수의 셀을 적층하여 스택을 구성함으로써 원하는 전압 및 전
류를 얻어낼 수 있습니다.

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