머리말 ... 4
1 서론
   1. 에너지 시스템 ... 12
      1.1 에너지 용어(energy terms) ... 12
      1.2 지구의 에너지 수지(energy balance) ... 15
      1.3 지구의 에너지 자원 ... 16
      1.4 에너지의 활용 ... 18
      1.5 생태학적 문제 ... 20
      1.6 핵 에너지 ... 22
   2. 재생 가능한 에너지 ... 23
   3. 에너지와 지구온난화 ... 24
      3.1 지구 온난화 영향 ... 24
      3.2 기후변화협약 ... 29
      3.3 교토의정서(The Kyoto Protocol) ... 31
      3.4 기후변화협약 대응기술 ... 33
2 태양 에너지(Solar Energy)
   1. 태양열 이용 기술 ... 37
      1.1 태양열시스템 ... 37
      1.2 태양열 이용주택 ... 42
      1.3 태양열 발전 ... 46
   2. 태양광 이용 기술 ... 50
      2.1 태양광 발전의 원리 ... 50
      2.2 태양광 발전의 역사 ... 54
      2.3 태양전지의 종류 ... 54
      2.4 건물일체형 태양광발전시스템 ... 64
3 풍력 에너지(Wind Energy)
   1. 풍력 에너지의 역사 ... 68
   2. 풍력 터어빈의 형상(configuration) ... 72
      2.1 Drag-type 풍력 터어빈 ... 72
      2.2 Lift-type 풍력 터어빈 ... 74
   3. 풍력 터어빈의 동력 ... 75
   4. 풍력 에너지의 가용도(availability) ... 76
   5. 풍력 터어빈의 특성 ... 78
   6. 공기 역학(aerodynamics)의 원리 ... 79
      6.1 유체의 flux ... 79
      6.2 바람 속에 있는 동력 밀도 ... 79
      6.3 동력학적 압력(dynamic pressure) ... 80
      6.4 풍압(wind pressure) ... 80
      6.5 바람으로부터 얻을 수 있는 동력(available power) ... 81
      6.6 풍력 터어빈의 효율 ... 82
   7. 풍력 발전의 경제성 ... 82
4 바이오매스(Biomass)
   1. 서론 ... 86
   2. 바이오매스의 조성 ... 87
   3. 연료로서의 바이오매스 ... 87
      3.1 나무의 기화 장치(gasifier) ... 89
      3.2 에탄올 ... 90
      3.3 바이오디젤(biodiesel) ... 94
      3.4 혐기성 소화 ... 96
5 지열 에너지(Geothermal Energy)
   1. 수-지열 시스템에 의한 열 공급 ... 110
      1.1 기술적 배경 ... 110
      1.2 수-지열 생산 시설의 설치 예(examples) ... 118
   2. 심층 관정(deep wells)에 의한 열 공급 ... 122
   3. 지열에 의한 발전(geothermal power generation) ... 125
      3.1 Subsurface system ... 131
      3.2 Aboveground system ... 137
6 조력 에너지(Tidal Energy)
   1. 조력 발전소 ... 142
   2. 밀물과 썰물 흐름의 동력 이용 ... 144
7 수소 에너지(Hydrogen Energy)
   1. 서론 ... 148
   2. 수소의 생산 ... 149
      2.1 수소의 열화학적 생산 ... 149
      2.2 수소의 전기화학적 생산 ... 154
      2.3 수소의 광전기화학적 생산 ... 156
      2.4 수소의 광생물학적 생산 ... 158
   3. 수소의 운반과 저장 ... 159
8 연료 전지(Fuel Cell)
   1. 서론 ... 166
   2. 전기화학적 전지 ... 167
   3. 연료 전지의 분류 ... 169
      3.1 작동 온도에 따른 분류 ... 170
      3.2 전해질 상태에 따른 분류 ... 171
      3.3 연료의 형태에 따른 분류 ... 171
      3.4 전해질의 화학적 성질에 따른 분류 ... 172
   4. 연료 전지 반응 ... 173
      4.1 알칼리 전해질 ... 173
      4.2 산 전해질 ... 173
      4.3 용융 탄산염 전해질 ... 174
      4.4 세라믹 전해질 ... 174
      4.5 메탄올 연료 전지 ... 175
   5. 전형적인 연료 전지들의 작동 원리 ... 176
      5.1 알칼리 연료 전지(AFC) ... 176
      5.2 인산형 연료 전지(PAFC) ... 177
      5.3 고분자-전해질 멤브레인 연료 전지(PEMFC) ... 179
      5.4 용융 탄산염 연료 전지(MCFC) ... 181
      5.5 고체 산화물 연료 전지(SOFC) ... 183
      5.6 직접 메탄올 연료 전지(DMFC) ... 185
      5.7 재생가능한(regenerative) 연료 전지 ... 186
   6. 연료 전지의 응용 ... 187
      6.1 고정된(stationary) 발전 시설 ... 187
      6.2 자동차용 발전 장치 ... 188
      6.3 기타 응용 ... 189
   7. 연료 전지의 효율 ... 189
9 석탄가스화 및 액화(Coal Gasification & Liquefaction)
   1. 서론 ... 196
   2. 석탄의 직접액화 ... 198
      2.1 직접액화 반응공정 ... 198
      2.2 석탄 직접액화용 촉매 ... 199
      2.3 직접액화용 용매 ... 201
      2.4 석탄 직접액화공정 ... 201
   3. 석탄가스화 ... 205
      3.1 석탄 가스화 반응 ... 205
      3.2 석탄가스화 반응공정 ... 208
   4. 가스정제 ... 210
      4.1 집진공정 ... 210
      4.2 탈황공정 ... 211
   5. 연료가스로부터 기체상 수은 처리 ... 223
   6. 석탄가스화 복합발전(IGCC) ... 225
   7. 석탄의 간접액화 ... 228
      7.1 피셔-트롭스 ... 228
      7.2 DME 합성 ... 239