수소연료전지의 작동 원리는 본질적으로 전해수의 역반응이다. 1830년대 초 외국 과학자들은 전해수의 역반응과 전류 생성을 깨달았습니다. 과거 연료전지는 항공우주 등 특수 분야에서 주로 사용됐다. 지난 10년 동안 지구 환경 보호, 에너지 소비 절감, 지속 가능한 발전에 대한 인식이 높아지면서 연료전지에 대한 관심과 개발이 시작되었습니다.
수소연료전지의 작동과정은 공기 중의 산소와 수소를 결합해 물(H2O)을 형성하고 전기에너지를 방출하는 기술이다. 작동 온도가 낮고 시동 속도가 빠른 것이 특징입니다. 특히 전원 배터리로 사용하기에 적합합니다.
1단계: 수소는 파이프나 공기 유도판을 통해 양극에 도달합니다. 양극 촉매의 작용으로 수소 분자는 양전하를 띤 수소 이온(양성자)으로 이온화되어 음전하를 띤 전자를 방출합니다.
2단계: 수소 이온은 전해질(양성자 교환막)을 통해 음극으로 전달되고, 전자는 외부 회로를 통해 음극으로 전달됩니다. 전자는 외부 회로에서 전류를 형성하고 적절한 연결을 통해 전기 에너지를 부하로 출력할 수 있습니다.
3단계: 배터리 반대쪽 끝에서 산소(공기)가 파이프나 공기 유도판을 통해 음극에 도달합니다. 음극 촉매의 작용으로 산소는 수소 이온 및 전자와 반응하여 물을 생성합니다.
연료전지에는 여러 종류가 있는데, 그 차이점은 바로 전해질입니다. 수소연료전지는 양극판(양극, 음극)과 양성자 교환막으로 구성된다. 수소 연료는 양극에서 산화되고, 산화제는 음극에서 환원되며, 양성자 교환막은 전해질 역할을 합니다. 두 극에는 전극에서 전기화학 반응 속도를 높이는 촉매가 포함되어 있습니다.