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수소연료전지는 전기화학적 반응을 통해 수소와 산소로부터 전기를 생성하는 장치로, 구조는 연료 공급부, 전해질, 전극으로 구성됩니다.
수소연료전지는 친환경적 에너지를 제공하며, 장점으로는 고효율과 무공해가 있지만 단점으로는 고가의 생산비용과 수소 저장 문제 등이 있습니다.
이 글에서는 수소연료전지의 구조, 원리, 장단점에 대해 알아보고 관련주가 어떤 것들이 있는지 알아보겠습니다.
수소연료전지란?
수소연료전지의 정의
수소연료전지는 수소와 산소의 화학반응을 통해 전기를 생성하는 장치입니다.
이 과정에서 물과 열이 부산물로 생성되며, 전기는 외부 회로를 통해 전송됩니다.
수소연료전지의 역사
수소연료전지는 1839년 영국의 윌리엄 로버트 그로브(William Robert Grove)에 의해 처음 개념이 도입되었습니다.
이후 기술 발전을 통해 현대에 이르러 다양한 응용 분야에서 사용되고 있습니다.
수소연료전지의 구조
1. 연료 공급부
수소연료전지는 연료 공급부를 통해 수소를 공급받습니다.
수소는 연료전지 스택 내에서 화학반응을 일으키기 위해 연료 전지 내로 주입됩니다.
2. 전해질
전해질은 연료전지의 핵심 구성 요소로, 양쪽 전극 사이에서 이온의 이동을 돕는 역할을 합니다.
전해질의 종류에 따라 연료전지의 종류도 구분됩니다.
3. 전극
전극은 수소와 산소가 반응하는 표면으로, 양극(애노드)과 음극(캐소드)으로 나뉩니다.
수소는 양극에서 산화 반응을 통해 전자를 방출하고, 산소는 음극에서 환원 반응을 통해 전자를 받습니다.
4. 집전판과 연결 시스템
집전판은 전극에서 생성된 전기를 외부 회로로 전달하는 역할을 하며, 전체 시스템을 연결하여 효율적인 전기 생산을 가능하게 합니다.
수소연료전지의 원리
1. 전기화학적 반응
수소연료전지는 전기화학적 반응을 통해 전기를 생성합니다.
수소가 양극에서 산화되어 전자와 양성자를 방출하고, 이 전자는 외부 회로를 통해 음극으로 이동합니다.
2. 수소의 산화 반응
양극에서 수소 분자는 수소 이온과 전자로 분리됩니다.
이 반응에서 방출된 전자는 외부 회로로 흘러 전기를 생성하게 됩니다.
3. 산소의 환원 반응
음극에서는 산소 분자가 외부 회로를 통해 들어온 전자와 결합하여 물을 생성합니다.
이 반응으로 연료전지의 전체 전기화학적 반응을 완성됩니다.
수소연료전지의 장단점
1. 수소연료전지 장점
1) 고효율
수소연료전지는 높은 효율을 자랑합니다.
전기화학적 반응을 통해 직접 전기를 생성하기 때문에 에너지 손실이 적습니다.
2) 무공해
수소연료전지는 물을 제외한 유해한 부산물을 배출하지 않아 환경 친화적이며 대기 오염을 줄이는 데 기여할 수 있습니다.
3) 다양한 연료 활용 가능성
수소연료전지는 다양한 형태의 수소 연료를 사용할 수 있어 유연성이 높으며, 에너지 자원 확보 측면에서 장점이 됩니다.
2. 수소연료전지의 단점
1) 고가의 생산비용
수소연료전지의 생산비용은 여전히 높은 편이며, 아직 대규모 상용화에 장애가 되고 있습니다.
2) 수소 저장 및 운송 문제
수소는 저장과 운송이 어려운 물질로 인프라 구축에 큰 비용이 소요되게 합니다.
3) 인프라 부족
현재 수소연료전지를 위한 인프라가 충분히 갖추어지지 않아 사용이 제한적이며, 기술 발전과 함께 해결이 필요한 문제입니다.
수소연료전지 관련주
수소연료전지 관련주란 수소연료전지를 생산 또는 생산에 필요한 재료, 설비를 제작하는 종목입니다.
수소연료전지 관련주는 '청정수소발전 의무화제도(CHPS)에 따라 발전사업자들은 수소발전을 통해 일정 규모 이상의 전력을 생산해야 함으로써 수소 산업에 대한 기대감에 따라 관심이 집중되고 있습니다.
이번 글에서는 수소연료전지 관련주, 테마주, 대장주를 알아보겠습니다.
관련주 요약
1. 현재 수소연료전지 대장주는 한선엔지니어링입니다.
2. 수소연료전지 관련주는 두산퓨얼셀, 제이엔케이글로벌, 범한퓨얼셀, 에스퓨얼셀, 미코, 에스에너지가 있습니다.
수소연료전지 관련주, 테마주, 대장주
1. 한선엔지니어링 "452280" : 수소연료전지 대장주
한선엔지니어링은 동사는 계측장비용 피팅, 밸브 및 플러밍 전문 기업으로, S-LOK 브랜드로 다양한 산업군에 제품을 공급합니다.
2012년 새한엔텍㈜의 시설 및 자산을 양수하여 계장용 피팅 및 밸브 제품의 개발 및 생산을 시작했으며 주요 산업군으로는 석유화학, 조선, 해양, 방산, 반도체 등이 있는 기업입니다.
한선엔지니어링가 수소연료전지 대장주인 이유
대장주는 상황에 따라 바뀔 수 있으나 한선엔지니어링은 2021년 글로벌 수소연료전지 선도 기업 중 하나인 블룸에너지와 SK에코플랜트 합작사인 블룸 SK퓨얼셀 1차 벤더로 선정되어 세계적으로 수소연료전지 기술력을 인정받은 기업으로 현재 대장주로 꼽히고 있습니다.
2. 두산퓨얼셀 "336260"
두산퓨얼셀은 동사는 발전용 연료전지 사업을 핵심으로 하며, 연료전지 기자재 공급(56%)과 장기유지보수서비스(44%)를 주요 사업으로 영위하고 있습니다.
주요 고객사는 공공 및 민간 발전사업자로 미래 성장을 위해 익산공장 PAFC 생산시설을 증설 중이며, 차세대 SOFC 시스템 개발 및 생산설비 구축을 진행하고 있습니다.
또한 두산 퓨얼셀 파워는 80% 이상의 고효율로 에너지 절감이 가능한 연료전지를 개발 생산하는 기업입니다.
3. 제이엔케이글로벌 "126880"
제이엔케이글로벌은 동사는 1998년 대림엔지니어링 히터사업부에서 분사하여 설립되었으며, 산업용 가열로(FH) 부문과 수소사업 부문에 특화되어 있습니다.
산업용 가열로 시장은 주로 수출에 의존하며, 글로벌 경제와 국제유가와 밀접한 관련이 있습니다.
한국과학기술원, 한국가스공사와 협력하여 수소산업 국책과제를 수행하며, 개질 방식의 수소추출기를 개발 및 상용화하고 있는 기업입니다.
4. 범한퓨얼셀 "382900"
범한퓨얼셀은 동사는 2019년 12월 31일 범한산업의 수소연료전지 사업부를 물적분할하여 설립된 수소연료전지 기술 개발 및 생산 전문기업입니다.
잠수함용 연료전지 사업을 시작으로 건물용 연료전지와 수소충전소 구축 사업으로 확장했습니다.
국내 최초로 수소화물차용 및 수소트램용 대용량 수소충전소를 구축하고, 순수수소 건물용 연료전지 시스템(5kW, 10kW) 인증을 통해 국내 최고 발전효율을 달성한 기업입니다.
5. 에스퓨얼셀 "288620"
에스퓨얼셀은 동사는 2014년 2월 28일 설립되어 연료전지 시스템의 제조 및 판매를 주요 사업으로 영위하는 전문업체입니다.
주요 제품으로는 1kW, 5kW, 6kW, 10kW급 건물용 연료전지와 100kW급 발전용 연료전지가 있습니다.
건물용 연료전지의 제조 및 판매를 주력사업으로 하며, 연료전지 파워팩을 신규사업으로 추진하고 있는 기업입니다.
6. 미코 "059090"
미코는 동사는 1999년 설립된 반도체 부품 전문 기업으로, 반도체사업부문, 연료전지사업부문, 바이오사업부문을 영위하고 있습니다.
반도체사업부문에서는 동사 및 미코세라믹스가 반도체 및 LCD 장비 부품을 제작하고, 코미코는 부품 세정 및 코팅 사업을 담당합니다.
연료전지부문은 미코파워를 통해 고체산화물연료전지(SOFC)를 제작하며, 바이오부문에서는 바이오 진단사업에 투자하고 있는 기업입니다.
7. 에스에너지 "095910"
에스에너지는 동사는 2001년 1월 12일 설립된 태양전지 모듈 제조 및 태양광 발전 시스템 설치와 발전사업을 주요 사업으로 영위하는 기업입니다.
기존 태양광 모듈 판매 외에도 태양광발전소 건설 및 유지보수 사업으로 영역을 확대하며, 사업 포트폴리오를 다변화하고 있습니다.
2018년 10월에는 수소연료전지 자회사인 에스퓨얼셀이 코스닥 시장에 성공적으로 상장한 기업입니다.
