[차량기술사 제140회 1교시 10번]

1교시 10번 · 10점 · 13문제 중 10문제 선택 · 100분

수전해 기반 수소 생산 기술 3가지에 대하여 각각의 특징을 비교 설명하시오.

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답안 구조

  1. 수전해 기반 수소 생산 기술의 개요
  2. 알칼리 수전해(AWE) 기술의 특징
  3. 고분자 전해질막(PEM) 수전해 기술의 특징
  4. 고체산화물(SOEC) 수전해 기술의 특징
  5. 3가지 수전해 기술의 주요 특징 비교표
  6. 결론 및 자동차 산업 적용 전망

용어 정의

수전해 (Water Electrolysis)
물에 전기에너지를 가하여 전기 분해함으로써 수소와 산소를 생산하는 기술로, 탄소 배출이 없는 그린수소 생산의 핵심 기술
그린수소 (Green Hydrogen)
태양광, 풍력 등 재생에너지를 활용한 전력을 사용하여 수전해 방식으로 생산함으로써 전 주기에서 온실가스 배출이 없는 수소
전류밀도 (Current Density)
단위 면적당 흐르는 전류의 양으로, 수전해 설비의 수소 생산 능력 및 효율을 결정하는 주요 성능 지표

핵심 내용

  • 알칼리 수전해(AWE) 기술의 대용량화 용이성, 귀금속 촉매 미사용에 따른 저렴한 비용 및 느린 부하 변동 대응성
  • 고분자 전해질막 수전해(PEMWE) 기술의 높은 전류밀도, 빠른 응답성 및 귀금속 촉매(백금 등) 사용에 따른 높은 설비 비용
  • 고체산화물 수전해(SOEC) 기술의 고온(700~1000℃) 작동 원리, 매우 높은 수전해 효율 및 소재 내구성 확보의 어려움
  • 상용화 수준, 작동 온도, 전해질 종류, 에너지 효율 및 시스템 비용 등을 기준으로 한 3가지 기술의 종합 비교

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출처: 한국산업인력공단, Q-Net 자료실 · 공공누리 제1유형 · 원문(Q-Net)

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