쉽게 읽는 수소에너지
연료전지
오늘은 연료전지에 대해 이야기해보겠습니다.
처음 연료전지가 등장했을 때는,
아니 얼마 전까지만 해도 연료전지를 만드는 두산퓨얼셀의 주가는
수소차섹터 속에서 움직였습니다. (지금도 그럴라나요..)
왜냐하면,
현대자동차가 만드는 연료전지를 이용한 수소연료전지차를 만드는데
그 연료전지와 동일한 연료전지인가 보다.. 하신 거죠.
그럼 다르냐고요?!
네, 같은 연료전지이지만 엄연히 다릅니다.
차근차근 설명드릴게요!
[에너지백과] 수소연료전지 – SK이노베이션 E&S 미디어룸
연료전지를 검색하면 원리를 설명하는 이미지, 영상이 꽤 나오니 참고하시면 좋겠군요.
원리는 간단합니다.
수소가 전해질이라고 하는 어떤 물질을 지나면서 산소와 만나 전기를 생산합니다.
이때, 수소(H) 2개가 산소(O)와 만나면 H, H, O -> H2O라는 물, Water 가 됩니다.
수소가 원료인데, 전기가 발생되고, 나오는 건 매연이 아니라 물이다..
이 얼마나 청정한 소리입니까!
그럼 왜 이 좋은 연료전지를 그동안 안 쓰고 있었느냐 하면,
... 어렵고 돈이 안되기 때문이죠 뭐..
아래 링크에 연결된 그림을 보시면, 촉매에 뭐가 쓰여 있습니까?
백금, 니켈..... 비싸 보이는 냄새가 포올~폴 나지 않나요?!
독일의 화학자인 크리스티안 프리드리히 스콘베인(Christian Friedrich Schonbein)이라는 분이 먼저냐,
윌리엄 그루브(William Grove)라는 분이 먼저냐.. 뭐 이런 소소한 논쟁도 있습니다만
우쨌든 연료전지는 1890년대에 실험으로 증명하였고, 이후 기술이 발전되었습니다.
(사실 연료전지의 반대과정인 수전 하는
이보다 앞선 1800년대에 이미 증명된 기술이긴 합니다)
앞서 원리에,
수소가 전기가 되려면 전해질을 만나야 한다고 했는데요,
이 전해질이라는 놈이 어떤 놈이냐에 따라 연료전지의 종류가 달라집니다.
연료전지의 종류 / 출처 연료전지의 종류 : 네이버 블로그어떤 분께서 예쁘게 정리를 해주신 게 있어서 갖고 와봤습니다.
연료전지는 전해질에 따라 종류가 달라진다고 했는데요
사실 개별 전해질의 물질을 외우는 건 어렵고
(아무리 봐도 외워지지 않는...)
반응 온도에 따라 달라진다고 기억하시면 쉽습니다.
가장 낮은 온도, 약 80도에서 작동되는 연료전지는 PEMFC입니다.
온도가 낮다는 이야기는
그만큼 0도에서 작동이 되기 위한 온도인 80도까지 가기가 쉽다는 말과 같습니다.
(80도 높은 거 아닙니까!라고 생각하실 수도 있겠지만,
다른 연료전지는 최고 1,000도....)
그래서 수시로 껐다 켰다를 할 수 있는,
자동차나 지게차와 같은 모빌리티에 적용이 가능한 것이고요
현대자동차의 연료전지가 바로 이 PEMFC랍니다.
그다음 온도가 약 200도에서 작동되는 PAFC입니다.
두산퓨얼셀이 만들고 있는 연료전지가 바로 PAFC인데요,
여기서부터는 모빌리티용으로는 적용이 되지 않아요.
0도에서 200도까지 가는데 시간이 좀 필요하거든요.
그래서 PAFC부터 뒤에 설명드릴 연료전지는 일명, 발전용이라고 합니다.
(PEMFC는 모빌리티용)
PAFC는 국내에 여러 곳에서 이미 전기를 생산하고 있고,
대산에는 50MW의 수소연료전지 발전소가 PAFC로 돌아간답니다.
50MW급 세계 최대 대산 부생수소 연료전지발전소 'ON' < 전력 < 산업 < 기사본문 - 이투뉴스
AFC는 패스하고,
그다음 반응 온도의 연료전지가 약 600도, MCFC입니다.
우리나라에 연료전지 1세대라고 불리는
포스코에너지의 연료전지가 바로 이 타입이었어요.
노을연료전지발전소 / 출처 가스신문혹시 상암에 있는 노을공원에 가신 분들은 '아! 저거!' 하실 수도 있겠어요.
노을연료전지발전소가 그 주인공입니다.
저도 지난번에 노을공원 가면서 본 적이 있는데요,
바로 앞까지 주차를 할 수 있도록 되어 있어서
일반 분들은 발전소 바로 앞에 주차를 한다는 생각을 못하실 수도 있겠다.. 싶었어요.
일반적인 화력발전소나 원자력발전소는 그 앞까지 못 가잖아요^^;
하지만, 연료전지 발전소는 바로 코 앞까지 접근이 가능한 경우가 종종 있습니다.
그리고 마지막, 1,000도에서 작동되는 연료전지가 바로 SOFC입니다.
우리나라에는 SK가 블룸에너지(Bloom Energy)와 손잡고 공급을 하고 있지요.
SOFC는 설명드린 4가지 타입 중에 효율성이 가장 좋다고 평가됩니다.
같은 원료를 넣었는데 더 많은 전기를 생산할 수 있다면 좋지요.
그럼 여기서 잠깐 정리하면 이렇습니다.
PEMFC - 현대자동차,
PAFC - 두산퓨얼셀,
MCFC - 포스코에너지(한국퓨얼셀)
SOFC - SK블룸에너지
다만, 포스코에너지는 지금은 이래저래 분쟁이 있어서
자회사인 한국퓨얼셀이 그 역할을 합니다.
자세한 내용은 다음 글에서 연료전지의 장단점과 함께 다시 이야기해볼게요.
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