연료전지와 리튬배터리의 차이점

연료전지는 전기를 저장할 수 없습니다. 즉, 연료가 없으면 전기는 바로 사용되지 않습니다. 리튬 배터리는 전기를 저장할 수 있고 휴대가 간편하며 모바일 전원용 배터리로 사용할 수 있습니다.

연료전지는 연료와 산화제에 존재하는 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환하는 발전장치이다. 연료전지에는 연료와 공기가 각각 공급되어 놀라운 전기가 생산됩니다. 양극과 음극, 전해질을 갖춘 배터리처럼 보이지만 사실은 '전기를 저장'할 수 없고 '발전소'다. 그러나 전기를 생성하려면 전극과 전해질, 산화환원 반응이 필요합니다.

2014년 2월 19일 물리학자기구(Physicist Organization) 홈페이지의 보고에 따르면 미국 과학자들은 바이오매스를 원료로 직접 사용하는 저온 연료전지를 개발했다. 이러한 종류의 연료전지는 태양에너지나 폐열만을 사용하여 짚, 톱밥, 해조류, 심지어 유기비료까지 전기로 변환할 수 있으며, 에너지 밀도는 셀룰로오스 기반 미생물 연료전지보다 거의 100배 더 높습니다.

연료전지는 연료의 화학적 에너지를 전기에너지로 직접 변환하는 발전장치이다. 연료전지의 원리는 전기화학소자로, 그 구성은 일반 배터리와 동일하다. 단일 셀은 두 개의 양극과 음극(음극은 연료 전극이고 양극은 산화제 전극)과 전해질로 구성됩니다. 차이점은 일반 배터리의 활물질이 배터리 내부에 저장되어 있어 배터리 용량이 제한된다는 점입니다. 연료전지의 양극과 음극은 그 자체로 활성물질을 함유하고 있지 않고 단지 촉매변환소자일 뿐입니다. 따라서 연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환하는 진정한 에너지 변환 기계입니다.

리튬전지는 리튬금속이나 리튬합금을 음극재로 사용하고, 비수계 전해액을 사용하는 전지의 일종이다. 최초의 리튬 배터리는 위대한 발명가 에디슨이 개발한 다음 반응식을 사용하여 만들어졌습니다. Li+MnO2=LiMnO2 이 반응은 산화환원 반응 및 방전입니다. 리튬 금속의 화학적 특성은 매우 활동적이므로 리튬 금속의 가공, 저장 및 사용에 대한 환경 요구 사항은 매우 높습니다. 따라서 리튬 배터리는 오랫동안 사용되지 않았습니다. 이제 리튬 배터리가 주류가 되었습니다.

20세기 초 마이크로 전자공학 기술의 발전과 함께 소형화되는 기기의 수가 날로 증가하면서 전원에 대한 수요도 높아지고 있다. 이후 리튬 배터리는 대규모 실용화 단계에 들어섰습니다. 최초의 응용 분야는 심장 박동기에 사용되는 리튬 1차 전지였습니다. 리튬 보조배터리는 자체 방전율이 매우 낮기 때문에 방전 전압이 매우 완만합니다. 심박조율기를 인체에 이식해 장기간 사용할 수 있게 됐다. 리튬-망간 배터리는 일반적으로 공칭 전압이 3.0V보다 높으며 집적 회로 전원 공급 장치로 더 적합하며 컴퓨터, 계산기 및 시계에 널리 사용됩니다. 요즘 리튬이온 배터리는 휴대폰, 노트북, 전동공구, 전기차, 가로등 백업 전원, 내비게이션 조명, 소형 가전제품 등에 널리 사용되고 있다.

연료전지는 오염이 심한 반면, 리튬 배터리는 상대적으로 환경친화적이다.