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1[화공기사 필기] 18년 1회차
[보기]의 설명에 가장 잘 부합되는 연료전지는?
- 전극으로는 세라믹산화물이 사용된다.
- 작동온도는 약 1000℃이다.
- 수소나 수소/일산화탄소 혼합물을 사용할 수 있다.
1
인산형 연료전지(PAFC)
2
용융탄산염 연료전지(MCFC)
3
고체산화물형 연료전지(SOFC)
4
알칼리연료전지(AFC)
해설
세라믹 산화물 전극, 약 1000℃ 작동, 수소 또는 수소/일산화탄소 혼합가스 사용이라는 조건은 고체산화물형 연료전지(SOFC)를 가리킨다.
SOFC는 이트리아 안정화 지르코니아 같은 세라믹 산화물을 전해질·전극 재료로 쓰며, 산소이온이 결정격자를 타고 이동하려면 800~1000℃의 고온이 필요하다.
고온이라 개질을 전지 내부에서 처리할 수 있고 일산화탄소까지 연료로 쓸 수 있다는 점이, CO를 촉매독으로 꺼리는 저온형 전지와 결정적으로 다르다.
- 인산형은 약 200℃, 알칼리형은 100℃ 안팎에서 작동하며 전해질이 인산·수산화칼륨 수용액이어서 세라믹 산화물과 맞지 않고, 특히 알칼리형은 CO·CO₂에 매우 취약하다.
- 용융탄산염형은 650℃ 부근에서 용융 탄산염을 전해질로 쓰므로 작동온도와 전해질 종류가 모두 다르다.
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