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일본의 수소차 계획과 한계 일본의 다른 주유소처럼 보이지만, 도쿄 시바코엔 인근의 이와타니 수소 주유소는 대형 간판 "H2"와 휘발유 냄새가 전혀 나지 않는 점, 그리고 고객이 매우 부족한 점 등 세 가지로 구분된다. 그만큼 수소차 충전에 대한 수요가 적었다. 시바코엔은 정부 부처 건물과 부유한 주민들이 사는 도쿄의 고급 지역이다. 이는 수소 연료에 대한 상대적으로 높은 수요를 설명합니다. 일본의 3,757대의 수소 추진 차량 중 상당수는 정부 소유이다. 나머지는 중형 탄소중립형 세단에 700만 엔(약 6만8000달러)의 정부 보조금을 받을 수 있는 부유하고 환경 친화적인 매니아들에 의해 구입된다. 일본은 현재 세계에서 가장 큰 수소 충전소 네트워크를 자랑한다. 모두 135개의 충전소가 있다. 그리고 많..

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2021. 1. 6. 13:43

직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC) 직접 메탄올 연료 전지(DMFC)는 메탄올을 직접, 전기화학 반응시켜 발전하는 시스템이다. 전해질은 이온 교환막에 인산을 담지 시킨 것이다. 작동 온도는 150℃로 비교적 저온이다. PEFC와 비교하여 개질기를 제거할 수 있으며, 시스템의 간소화와 부하 응답성의 향상이 도모될 수 있는 장점을 갖고 있다. 그러나 반응 속도가 낮은 것에 의한 저출력 밀도, 다랑의 백금 촉매의 사용과 메탄올과 산화제의 Cross Over(고체 고분자막을 통과하는 것) 등의 단점도 있다. 직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 고분자 전해질 막을 사이에 두고 양쪽에 각각 음극과 양극이 위치한다. 음극에서는 메탄올과 물이 반응하여 수소 이온과 전자를 생성..

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2020. 10. 15. 09:25

고분자 전해질 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, PEMFC) 수소이온을 투과시킬 수 있는 고분자막을 전해질로 사용하는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)는 다른 형태의 연료전지에 비해 전류밀도가 큰 고출력 연료전지로서, 100℃ 미만의 비교적 저온에서 작동되고 구조가 간단하다. 또한 빠른 시동과 응답특성, 우수한 내구성을 가지고 있으며 수소 이외에도 메탄올이나 천연가스를 연료 사용할 수 있어 자동차의 동력원으로서 적합한 시스템이다. 이와 같이 PEMFC는 무공해자동차의 동력원 외에도 분산형 현지설치용 발전, 군수용 전원, 우주선용 전원 등으로 응용될 수 있는 등 그 응용 범위가 매우 다양하다. PEMFC에 대한 연구는 1955년 미국의 GE에서 처음으로 시작되..

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2020. 10. 15. 09:18

고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC) 개요 3세대 연료전지로 불리는 고체산화물 연료전지(SOFC)는 산소 또는 수소 이온을 투과시킬 수 있는 고체산화물로 전해질로 사용하는 연료전지로써, 1937년에 Bauer와 Preis에 의해 처음으로 작동되었다. 고체산화물형 연료전지의 특징은 탄화수소를 직접 전기 변환시킬 수 있는데 있다. 전해질은 안정화된 산화이트늄으로 가스가 스며들지 않은 산 이온이 효율적으로 접촉하고 있는 얇은 산화지르코늄 층이다. Cathode는 안정된 산화이트늄으로 된 지르코늄으로 만들어졌고, anode는 니켈-지르코늄 세라믹 합금으로 만들어졌다. 고체산화물 연료전지 전해질 전해질로서 신소재인 지르코니아(ZrO2)가 사용되며 작동온도가 700~1000℃로서 ..

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2020. 10. 14. 08:13

용융탄산염 연료 전지(Molten Carbonate Fuel Cell, MCFC) 용융탄산형 연료전지 장점 보통 제2세대 연료전지로 불리는 용융탄산염 연료전지(MCFC)는 다른 형태의 연료전지와 마찬가지로 높은 열효율, 높은 친환경성, 모듈화 특성 및 작은 설치공간이라는 장점을 갖는다. 한편, 650℃의 고온에서 운전되기 때문에 인산형 연료전지(PAFC) 또는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)와 같은 저온형 연료전지에서 기대할 수 없는 추가적인 장점들을 가지고 있다. 용융탄산 연료전지 전해질 전해질은 용융탄산염이 사용되고, 고온에서 운전되기 때문에 백금 대신 저렴한 니켈촉매가 사용되며 백금 전극에서 피독물질로 사용되는 CO를 수성가스 전환반응을 통해 연료로 이용한다. 니켈촉매의 사용으로 비용절감의 장점이..

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2020. 10. 13. 00:02

인산형 연료전지(Phosphoric Acid Fuel Cell, PAFC) 인산형 연료전지 개요 인산형 연료전지(PAFC)는 액체 인산을 전해질로 이용하는 연료전지이다. 인산형 연료전지 기술은 20년 이상 개발되고 개선되어 왔고, 전기 생산에 필요한 순수한 수소(70% 이상)를 요구한다. 인산형 연료전지내의 전극은 탄소 지지체의 표면적 위에 촉매로서 백금이나 백금 혼합물을 포함한다. 전극은 카본지(carbon paper)로 이루어지는데, 백금 촉매를 이용하기 때문에 제작 단가가 비싸다. 그러나 카본지의 백금은 연료로서 공급되는 수소 가스 내에 포함되는 일산화탄소에 의해 손상되지는 않는다. 인산형 연료전지 원리 수소와 산소의 반응이 일어나는 양극(anode)와 음극(cathode) 및 전해질인 인산을 함유..

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2020. 10. 12. 00:10

알카리형 연료전지(Alkaline Fuel Cell, AFC) 알카리 연료전지 개요 알카리 연료전지는 수산화칼륨과 같은 알카리계를 사용한다. 연료로서 순수 수소를 쓰면, 산화제로서는 순수 산소를 쓴다. 운전 온도는 대기압에서 60~120℃이다. 양극(Anode)의 촉매는 니켈망에 은을 입힌 것 위에 백금-납을 사용하고, 음극(Cathode)는 니켈망에 금을 입힌 것 위에 금-백금을 쓴다. 알카리 연료 전지의 고효율화의 목표는 자동차 산업의 전원 공급용이다. 알카리 연료전지는 알카리가 이산화탄소에 민감하기 때문에 인산형 연료전지의 개발보다 늦게 개발되었다. 알카리 연료 전지 상용화 알카리 연료전지 시스템에서의 수소의 저장과 이산화탄소의 효과적인 제거는 알카리 연료전지의 상업화에 가장 중요한 요소이다. 자동..

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2020. 10. 10. 21:32

연료 전지의 종류 연료전지는 온도에 따라, 연료의 종류에 따라 그리고 사용하는 전해질의 종류에 따라 각각 구분이 가능하다. 그러나 이온이 전해질을 통과하고 교환으로 전극 사이에 전기가 흐른다는 근본 원리는 모두 같다. 1] 작동 온도에 따른 구분 연료전지는 고온형과 저온형으로 나누어지고 이들은 다시 두 가지 유형으로 나눌 수 있다. 1) 저온 저온형은 일상 생활 현장에서 활용된다. 저온형은 고온형 연료전지에 비해 훨씬 저온(섭씨 200도 이하)에서 작동된다. 저온형의 공통 장점은 사동이 단시간에 된다는 것과 크기를 적게 할 수 있다는 점이다. 그러나 고가의 백금 전극이 필요해서 장비 비용이 높은 것이 단점이다. 인산형 연료전지(PAFC)는 섭씨 200도 정도에서 작동한다. 전해질에는 인산 수용액을 쓴다...

자동차 학습/수소(연료전지)자동차 2020. 9. 29. 07:45