연료전지는 전해질로 분리된 두 개의 전극(양극과 음극)으로 구성됩니다. 양극에는 수소가 공급되고, 음극에는 산소가 공급됩니다. 수소 원자는 양극에서 양성자와 전자로 분리되어 외부 회로를 통해 흐르는 전자를 방출하여 전류를 생성합니다. 음극에서는 산소 분자가 양성자 및 전자와 반응하여 물을 형성합니다.
수소 연료 전지의 전체 반응은 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.
2H2 + O2 → 2H2O + 열 + 전기
연료전지는 기존 에너지원에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다.
고효율:연료 전지는 변환 효율이 높습니다. 즉, 연료의 화학 에너지 중 상당 부분을 사용 가능한 전기 에너지로 변환할 수 있습니다.
배출 제로:연료 전지는 전기화학 반응을 통해 전기를 생산하고 수증기와 열만 방출합니다. 이는 환경 친화적이며 지속 가능한 에너지 시스템에 사용하기에 적합합니다.
확장성:연료 전지는 소형 휴대용 장치부터 대규모 발전소에 이르기까지 크기가 다양하여 응용 분야의 다양성을 제공합니다.
신뢰성:연료전지는 복잡하게 움직이는 부품이 필요 없이 조용하게 작동하여 긴 수명과 신뢰성을 보장합니다.
재생 가능 연료:연료 전지는 태양 에너지, 풍력 에너지 등 재생 가능 에너지원에서 추출한 수소를 비롯한 다양한 연료를 활용할 수 있어 지속 가능한 에너지 시스템의 중요한 구성 요소입니다.
그러나 연료전지 시스템 비용, 효율적인 수소 생산 및 저장 방법 개발, 포괄적인 수소 인프라 구축 등 연료전지 기술의 광범위한 채택에는 여전히 과제가 남아 있습니다.
이러한 과제에도 불구하고 연료 전지 연구 및 개발은 계속 발전하여 운송, 발전 및 휴대용 장치를 포함한 다양한 응용 분야에 대한 깨끗하고 효율적이며 지속 가능한 에너지 솔루션을 약속합니다.
