기계공학실험(기실) 연료 전지 성능 평가 (Fuel cell performance test)
- 최초 등록일
- 2013.11.16
- 최종 저작일
- 2012.12
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목차
1. 실험 목적
2. 실험 이론
3. 실험 장비
4. 실험 결과 및 분석
5. 고 찰
6. 참고 문헌
본문내용
1. 실험 목적
- PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)의 작동 방법을 직접 경험해 보고, 각 운전 조건에 따른 연료전지의 효율 및 특성을 살펴본다.
2. 실험 이론
1) fuel cell
연료전지란 연료의 산화에 의해 생기는 화학에너지를 직접 전기에너지로 전환시키는 장치이다. 산화환원반응을 이용하는 점은 근본적으로 보통의 화학전지와 다른 점이 없다. 그러나 그것은 닫힌 계 안에서 전지 반응을 행하는보통전지와 달리 계속적인 연료의 공급으로 전기에너지를 계속 내는 일종의 에너지 변환 장치이다.
연료전지 작동은 수소와 산소가 갖고 있는 화학에너지를 전기화학 반응에 의해 직접 전기에너지로 변환시키는 과정이 핵심이다. 공기극(cathode)에는 산소가, 연료극(anode)에는 수소가 공급되면서 물의 전기분해 역반응으로 전기화학 반응이 진행돼 전기, 열, 물이 발생한다. 연료전지 장점은 전기를 생산하는 과정에서 열도 발생하기 때문에 에너지 총 효율이 휘발유 석탄 가스 등을 이용한 화력발전에 비해 높다.
또한 질소산화물과 이산화탄소 배출량이 석탄 화력발전에 비해 38분의 1과 3분의 1 정도고 소음도 적어 공해 배출 요인이 거의 없는 에너지 기술이다. 특히 수소뿐만 아니라 천연가스, 도시가스, 나프타, 메탄올, 폐기물 가스 등 다양한 연료를 사용해 전력과 열을 생산할 수 있다는 점도 장점이다.
<중 략>
3) 엔탈피 및 엔트로피를 이용한 Gibbs Function
반응의 자발성에 영향을 미치는 것에는 두 가지 열역학적 특성이 있다. 이중 하나가 엔탈피H 이며 다른 하나는 엔트로피 S이다. 이러한 두 가지 양을 하나의 함수로 묶어 이 함수의 부호가 반응의 자발성을 나타내야 한다. 이를 G라는 기호로 나타내며 이것은 Gibbs 자유에너지라고 불린다. 자유에너지 G는 G = H - T*S로 표현되며 여기서 T는 절대온도이다. 물질의 자유에너지는 엔탈피와 엔트로피와 마찬가지로 상태함수이며 경로와는 무관하다.
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참고 자료
Fundamental Of Thermodynamics, 6ed, by Claus Borgnakke, Richard E. Sonntag
Chemistry The Central science, 11ed, by Brown, Lemay, Bursten, Murphy