[화공실험]연료전지실험, 태양광 자동차 실험 보고서

목차

1. 이론
2. 실험결과 및 고찰

본문내용

1. 이론
1-1. 연료전지의 원리
물의 전기 분해를 개괄적으로 분석하여 발전원리를 이해하고 연료전지의 기계적 특성과 작동 방법을 이해한다. 연료전지의 설치방법과 응용사례, 연료전지의 세기 측정과 모니터링 방법을 이해할 수 있는 실험이다. 또한 수소자동차에서 연료전지가 사용되는 방식을 알아보았다.
연료전지란 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 이 반응은 전해질 내에서 이루어진다. 일반적으로 전해질이 남아있는 한 지속적으로 발전이 가능하다. 연료전지는 ‘전지’라는 말이 붙어있기는 하지만 연료전지의 전극은 촉매작용을 한다는 점에서 일반적인 전지보다 안정하다.
연료와 산화제로는 수소, 산소, 탄화수소, 알코올 등을 염료로 사용할 수 있다. 연료전지의 발전 효율은 40~60% 정도로 매우 높으며, 반응 과정에서 나오는 배출열을 이용하면 80%까지 효율을 높일 수 있다. 또한 다양한 연료를 사용할 수 있어 에너지자원을 확보하기 쉽다. 지구 환경에도 해를 끼치지 않는다.

1-2. 연료전지 안에서의 물의 전기분해 원리
물에 전기를 흘려 보내면 수소와 산소로 분해된다. 연료전지는 이것의 역반응을 이용한다. 즉 연료전지는 수소와 산소를 만나게 하여 전기에너지를 만들어내는 장치이다.
수소는 전해질막과 수소 종 사이에 존재하는 촉매의 활동으로 proton과 전자로 나뉘어진다. 분해된 수소이온은 전해질막을 통과하지만, 전자는 통과하지 못한다. 전자는 수소종으로 축적되어 수소종과 산소종에 전선과 부하대상을 연결하면, 전자는 축적되어 있는 수소 쪽에서 산소 쪽으로 흘러 들어간다. 전류가 흐르는 것이다.

Anode: 2H_2→4H^++4e^- 0V vs. SHE
Cathode: O_2+4H^++〖4e〗^-→2H_2 O 1.23V vs. SHE
Overall 2H_2+O_2→2H_2 O+energy 1.23V vs. SHE

참고 자료

Goods PDF brochures inert silicones, gelest,2013
https://en.wikipedia.org/wiki/Viscosity
https://en.wikipedia.org/wiki/Pitch_drop_experiment
Einstein, A. (1906). "Eine neue Bestimmung der Moleküldimensionen". Annalen der Physik. 19 (2): 289.
Thomas, D. G. (1965). "Transport characteristics of suspension: VIII. A note on the viscosity of Newtonian suspensions of uniform spherical particles". J. Colloid Sci. 20
Kitano, T.; Kataoka, T.; Shirota, T. (1981). "An empirical equation of the relative viscosity of polymer melts filled with various inorganic fillers". Rheologica Acta. 20
https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell
https://en.wikipedia.org/wiki/Fuel_cell#Proton_exchange_membrane_fuel_cells_(PEMFCs)
https://www.knrec.or.kr/energy/fuelcell_summary.aspx