기초 연료전지 실험 실험보고서

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목차

1. 초록

2. 이론적 배경
(1) 연료전지란?
(2) 연료전지의 원리
(3) 화력발전과 연료전지 비교
(4) 연료전지 종류
(5) MEA의 구성요소
(6) MEA 제조법

3. 실험장치 및 실험방법
(1) 실험장치
(2) 실험방법

4. 실험결과
(1) 시간에 따른 전류 및 전압의 변화를 그래프로 작성
(2) 몰농도에 따른 최대전력(W)의 변화를 그래프로 작성
(3) 두 전극에서 일어나는 반응 메커니즘을 작성(PEMFC, DMFC)

5. 결론

본문내용

■초록
이번 실험에서는 직접메탄올 연료전지(DMFC)에 다양한 농도의 메탄올 수용액을 주입하여 메탄올의 농도가 DMFC의 성능에 어떤 영향을 미치는지 살펴보았다.
실험방법은 매우 간단한데, 먼저 100mL 부피플라스크를 이용해 10M 메탄올 수용액 100mL를 제조한다. 메탄올의 몰질량은 32.04g이므로, 메탄올 3.204g을 부피플라스크에 담은 후 나머지를 증류수로 채워서 제조하였다. 그 후 묽힘공식을 사용하여 0.5M, 0.1M 메탄올 수용액 20mL를 제조하였다. DMFC cell에 10M 메탄올 수용액 7mL를 채우고 컨트롤러의 저항값을 OPEN으로 선택한 후 5분동안 안정화 시켜준다.안정화가 끝나면 저항값을 1으로 선택한 다음 5분 동안 기다리고 전류와 전압값을 1분 단위로 10분간 측정한다. 0.5M, 1M 메탄올에 대해서도 위와 같은 방법으로 실시하고, 실험결과는 다음과 같이 측정되었다.

<중 략>

■이론적 배경
(1) 연료전지란?
- 연료전지(Fuel Cell)는 연료(수소, 천연가스, 알코올, 휘발유, 석탄 등)와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다.
- 보통의 전지는 전지 내에 미리 채워놓은 화학물질에서 나오는 화학 에너지를 전기 에너지로 변환하지만 연료전지는 지속적으로 연료와 산소의 공급을 받아서 화학반응을 통해 지속적으로 전기를 공급한다.
- 즉 연료전지는 고효율의 무공해 발전장치로서 대규모 발전소 건설 대안으로 차세대 분산형 에너지원으로 주목받고 있고 미래형 초저공해 자동차 기술의 핵심기술이다.
- 주요 사용처
가정용전원 및 온수공급
빌딩 및 아파트 분산형 전원 및 온수 및 식수공급
비상전원, 도서지역 전원공급, 무공해 자동차

(2) 연료전지의 원리
여러 종류의 연료전지가 있지만 그 핵심 구성요소는 모두 아노드(anode), 캐소드(cathode), 전해질(electrolyte)이다.

참고 자료

노흔효, 13주차_기초연료전지실험2.pdf, 금오공과대학교
김용하, 김석일, 직접 메탄올 연료 전지의 성능에 대한 메탄올 농도, 풍속 및 스택 온도의 영향
네이버 지식백과, 직접 메탄올 연료전지,
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5840369&cid=40942&categoryId=32260
네이버 지식백과, 연료전지,
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=5741525&cid=60217&categoryId=60217
네이버 지식인, 중소벤처기업부, 수소연료전지의 전해질
https://kin.naver.com/qna/detail.naver?d1id=11&dirId=1115&docId=403253948&qb=7Jew66OM7KCE7KeA6rCA7Iqk7LyT&enc=utf8&section=kin.ext&rank=1&search_sort=0&spq=0
TrendTrend, MEA(막전극접합체), https://blog.naver.com/specialplango/222041284532
네이버 지식백과, 고분자전해질 연료전지,
https://terms.naver.com/entry.naver?docId=6514344&cid=42331&categoryId=69222
Researchgate, DMFC figure,
https://www.researchgate.net/figure/Schematic-representation-of-Direct-Methanol-Fuel-Cell-DMFC-This-fuel-cell-uses_fig4_342937203
깜보, 수소경제-고분자전해질연료전지, https://blog.naver.com/ycl2k/221429539492