용융탄산염형 연료전지(MCFC)는 고온에서 작동하며, 높은 효율로 다양한 연료를 활용할 수 있는 발전 기술입니다. MCFC는 주로 600~700℃의 온도에서 작동하며, 이로 인해 열효율이 높고 다양한 에너지 소스를 활용할 수 있다는 장점이 있습니다. MCFC의 가장 큰 특징은 연료 개질이 전지 내에서 동시에 이루어지므로, 별도의 외부 개질기가 필요 없어 시스템이 단순화되고, 열효율이 더욱 향상된다는 점입니다.
MCFC 셀 스택은 일반적으로 니켈 전극을 사용하며, 이는 고온에서 효율적인 전기화학적 반응을 일으키기 위해 필요한 재료입니다. 전해질은 탄화리튬과 탄화포타슘의 혼합물로, 고온에서 안정성이 뛰어나고 이산화탄소와 같은 가스를 처리할 수 있는 능력이 있습니다. 이러한 특성 덕분에 MCFC는 다양한 연료, 특히 천연가스, 바이오가스 및 석탄가스를 사용할 수 있어 연료의 다양성 또한 큰 장점으로 작용합니다.
하지만 MCFC는 고온에서 작동하기 때문에 몇 가지 단점도 존재합니다. 가장 큰 단점은 고온 운영으로 인한 시스템 복잡성과 재료의 내구성 문제입니다. 고온에서 전해질의 결핍이나 증발 문제가 발생할 수 있으며, 이는 연료전지의 수명에 영향을 미칠 수 있습니다. 또한, 초기 설치 비용이 높고, 시스템을 가동하기까지 시간이 많이 소요되는 점도 단점으로 꼽힙니다.
MCFC는 열병합 발전 시스템(CHP)과 결합하여 높은 에너지 효율을 달성할 수 있으며, 이산화탄소 포집 및 재활용을 통해 온실가스 배출 저감에도 기여할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 특히 대규모 산업용 발전소나 고정형 발전 시스템에서의 활용이 유망하며, 향후 내구성 향상과 시스템 설계 최적화를 통해 상용화 가능성이 높습니다.
이와 같이 MCFC는 여러 가지 강점과 함께 도전적인 기술적 과제들을 안고 있지만, 지속적인 연구 개발을 통해 더 효율적이고 경제적인 시스템이 될 가능성이 큽니다.
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수소·연료전지 연구현장을 가다 - ③ 포스코에너지 연료전지사업본부
[월간수소경제 김동용 기자] 포스코에너지는 국내에서 유일하게 MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell : 용융탄산염 연료전지)를 공급하는 연료전지 회사다. 지난 2007년부터 연료전지사업을 진행한 이후 2008
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