[A+]2024기계공학실험(에너지 변환 실험)

문서 내 토픽

1. 연료전지

연료전지의 이론 전압은 1.23V로 구하였지만 실험 측정시의 전압은 약 0.6V로 이론값보다 낮게 측정되었다. 이는 전류밀도를 높여 운전하게 되면 전압이 급격히 떨어져 0V가 되는 전류밀도 값에 도달하는데, 연료인 수소의 공급속도가 반응에 의해 수소가 소모되는 속도보다 느리기 때문에 수소산화반응이 정상적으로 일어날 수 없게 되어 concentration loss가 발생하기 때문이다. 또한 수소가 전달되는 경로 길이에 따른 저항이 발생하여 오밍로스가 발생하며, 전류밀도가 작을 때 발생하는 활성화에너지 손실(Activation loss)로 인해 이론값보다 낮은 전압이 측정되었다.
2. 연료전지 효율

효율이 생각했던 것과는 달리 일정하지 않고, 낮게 측정이 되었는데 이 이유로는 생성된 수소가 충분하게 반응되는 시간을 가지고 확인해야 하지만 이 생성된 수소가 얼마만에 연료에 반응되는지를 정확하게 측정할 수 없었기에 1분단위로 측정하였으므로 효율이 낮게 측정 되었을 것이다. 또한 실험 시 압력을 충분하게 있는 실험장치 즉, 약 700bar정도가되는 압축용기에서 실험을 해야하지만 실험시에는 수소를 저장해야하는데에 있어서 압축된 용기가 아닌 일반적인 물로 찬 물기둥안에다가 수소를 저장하다보니 압력이 충분하지 않고, 대기압만 작용하는 실험장치이므로 측정값에 오차가 발생하였을 것이며 효율이 생각한 결과보다 낮게 측정되었던 것 같다.

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1. 연료전지

연료전지는 화석 연료를 대체할 수 있는 친환경적인 에너지 기술입니다. 연료전지는 수소와 산소를 반응시켜 전기를 생산하는데, 이 과정에서 물만 배출되어 이산화탄소 배출이 없습니다. 또한 연료전지는 높은 에너지 효율과 신뢰성을 가지고 있어 미래 에너지 시스템의 핵심 기술로 주목받고 있습니다. 하지만 아직 연료전지 기술의 상용화를 위해서는 제조 비용 절감, 내구성 향상, 수소 인프라 구축 등 해결해야 할 과제가 남아있습니다. 정부와 기업의 지속적인 투자와 연구개발이 필요할 것으로 보입니다.
2. 연료전지 효율

연료전지의 효율은 매우 중요한 성능 지표입니다. 연료전지의 효율이 높다는 것은 동일한 연료 투입량에서 더 많은 전기를 생산할 수 있다는 의미이기 때문입니다. 현재 상용화된 연료전지의 효율은 40-60% 수준이지만, 연구 개발을 통해 점차 효율이 향상되고 있습니다. 예를 들어 고체산화물 연료전지의 경우 60% 이상의 효율을 달성하고 있습니다. 향후 연료전지 기술의 발전과 함께 효율 향상이 지속될 것으로 기대됩니다. 이를 위해서는 전극 재료, 전해질, 스택 설계 등 핵심 기술 개선이 필요할 것입니다. 또한 시스템 통합 기술 향상을 통해 전체 시스템 효율을 높이는 것도 중요할 것으로 보입니다.

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