SOFC 란
SOFC는 "Solid Oxide Fuel Cell"의 약자로, 고체 산화물 연료 전지를 의미합니다.
SOFC는 전기화학적 반응을 통해 연료와 산소를 직접 전기와 열로 변환하는 장치입니다.
고온에서 작동하며, 효율이 높고 다양한 연료를 사용할 수 있는 특징이 있습니다.
SOFC 장점
1. 고효율
SOFC는 일반적으로 50% 이상의 전기 효율을 자랑하며,
열 병합 발전 시스템을 이용하면 전체 효율이 80% 이상에 도달할 수 있습니다.
2. 다양한 연료 사용
천연가스, 수소, 일산화탄소, 메탄올 등 다양한 연료를 사용할 수 있습니다.
연료 공급의 유연성이 높습니다.
3. 고온 작동
일반적으로 600도에서 1000도 사이의 높은 온도에서 작동합니다.
이로 인해 전해질이 고체 상태에서도 이온 전도성이 높아집니다.
4. 오염물질 배출 감소
연소 과정을 거치지 않기 때문에 NOx, SOx 등의 오염물질 배출이 적습니다.
5. 내구성 및 수명이 김
고체 전해질을 사용하여 기계적 강도가 높고,
시스템의 내구성과 수명이 길어집니다.
SOFC 단점
1. 고온 작동 문제
SOFC는 600도에서 1000도 사이의 높은 온도에서 작동합니다.
이러한 고온은 시스템의 부품과 소재에 부담을 주며,
열 관리와 단열이 중요해집니다.
고온으로 인해 시작 시간이 길고, 반복적인 열 사이클링이 소재의
열적 피로와 손상을 일으킬 수 있습니다.
2. 비용
고온에서 안정적으로 작동할 수 있는 소재와 시스템을
구현하는 비용이 높습니다.
특히, 고온 내구성을 갖춘 소재와 고성능 촉매 등의 비용이 비쌉니다.
초기 설치 비용이 높아 상용화에 장애가 될 수 있습니다.
3. 열 관리
SOFC는 높은 작동 온도 때문에 효율적인 열 관리가 필요합니다.
열 관리 시스템이 복잡하고 비용이 추가됩니다.
열을 적절히 관리하지 않으면 시스템 효율이 저하되거나
손상이 발생할 수 있습니다.
4. 내구성 문제
반복적인 열 사이클링과 고온 환경은 소재의 내구성에 영향을 미쳐
장기적인 신뢰성에 문제가 발생할 수 있습니다.
특히, 열 팽창 차이로 인한 소재 간의 균열과 분리가 문제될 수 있습니다.
5. 응답 시간
SOFC는 고온에서 작동하기 때문에 시동과 정지 시간이 길어
응답 속도가 느립니다.
이는 급격한 부하 변화에 대응하기 어렵게 만듭니다.
6. 수소 공급 인프라
수소를 연료로 사용하는 경우, 수소 공급 인프라가 아직 충분히 구축되지 않아
실용화에 한계가 있습니다.
다른 연료를 사용하는 경우에도 개질 공정 등이 추가로 필요합니다.
SOFC 관련 테마주
한선엔지니어링
계측 장비용 피팅·밸브 제조 기업 입니다.
SK이터닉스
신재생에너지 전문회사 입니다.
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수소를 이용한 친환경 고효율의 발전용 연료전지 개발 기업 입니다.
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