1. 수소가스 공급 :연료전지의 양극(음극)에 수소가스를 공급합니다.
2. 산소가스 공급 :연료전지의 음극(양극)에 산소가스를 공급합니다.
3. 수소 이온 교환:양극에서 수소 분자(H2)가 수소 이온(H+)과 전자(e-)로 분리됩니다. 수소 이온은 전해질막을 통과하고, 전자는 외부 회로를 통해 이동하여 전류를 생성합니다.
4. 산소 환원:음극에서 산소 분자(O2)는 외부 회로로부터 전자를 받아들이고 전해질의 수소 이온(H+)과 결합하여 물(H2O)을 형성합니다.
5. 전해질:연료전지의 전해질막은 수소이온은 통과시키고 수소와 산소기체의 혼합을 방지하는 역할을 합니다. 일부 일반적인 전해질 재료에는 양성자 교환막(PEM) 또는 알칼리성 전해질이 포함됩니다.
6. 전기 회로:양극에서 생성된 전자는 외부 회로를 통해 이동하여 전류를 생성합니다. 이 전류는 다양한 장치에 전원을 공급하거나 나중에 사용하기 위해 배터리에 저장할 수 있습니다.
7. 물 생산:반응의 부산물로 물 분자가 음극에서 생산됩니다. 물은 순수한 수증기로 안전하게 배출되거나 다른 용도로 수집될 수 있습니다.
전반적으로 수소-산소 연료전지의 화학반응은 다음과 같이 요약될 수 있습니다.
2H2(g) + O2(g) → 2H2O(l) + 전기에너지
수소-산소 연료전지는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하는 데 매우 효율적이며 효율은 최대 60%에 이릅니다. 또한 부산물로서 물만 배출하는 친환경적이며, 차량 동력 공급, 전력 생산, 백업 전력 시스템 제공 등 청정 에너지 응용 분야의 유망 기술로 간주됩니다.
