[공업화학실험] 태양전지,연료전지 결과보고서

소개

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목차

1. 실험방법
2. 결과 및 고찰
3. Problems
DSSC

본문내용

1. 실험방법
1. PEMFC를 작동시켜 VOC를 측정한다.
2. 전류를 1mA씩 올려가며 전압을 JOC를 측정한다.
(이때 전류가 안정될때 까지 기다리는데 1분이 소요되므로 1분이 지날 때 마다 측정해주는 것이 중요하다. 그러므로 3명이 한 조가 되어서 한명은 시간을 측정, 한명은 1분이 지났을때마다 전압을 읽고 한명은 전압을 올려주는 역할을 담당하였다.)
3. 측정된 데이터를 확인한다.
2. 결과 및 고찰
- Data excel로 정리하여 붙일 것.
- Polarization Curve 분석(자세히) 및 실험 전반에 대한 고찰
그래프를 보면 초반에 급격히 전압이 감소하다 다시 완만한 곡선을 그리다가 또한번 후반에 급격히 감고하는 경향을 보인다. 왜 이런 현상이 일어 날까? 연료전지에 양극과 음극을 연결시키면 이를 통하여 전류가 흐른다. 저항의 크기를 변화시키면서 전위와 전류의 관계를 표시하면 전류밀도에 따른 셀의 특성곡선이 얻어진다. 평형전위는 전류가 0인상태, 즉 전극이 용액 및 해당 가스와 평형상태(산화반응속도와 환원반응속도가 같은 상태)에 있을 때의 전위이며, 전극에 전류를 흘리면 전극전위가 평형전위에서 벗어나게 된다. 평형전위에서 벗어난 정도를 과전압이라고 한다. 이러한 과전압 때문에 낮은 전류밀도에서 전위는 로그함수에 따라 감소하고 높은 전류밀도에서는 직선적으로 감소한다. 이러한 손실은 분극, 과전위 또는 과전압 이라고 한다. 전류밀도와 과전압 사이의 관계를 나타내는 식은 아래와 같다.
I=i0 [ exp(σnFηa/RT)-exp{(-(1-σ)nFηa)/RT}]
이 식에서 σ는 전이계수라 하며, 대개 넓은 전류밀도 범위에서 일정한 값이 된다. i0 는 교환 전류 밀도라 한다. 식에서 알 수 있는 바와 같이, 전류밀도가 같을 때에는 i0 가 커질수록 ηa는 작아지므로, ηa를 작게 하려면 되도록 i0 를 크게 하는 것이 좋다. 이 i0 를 크게 하려면, 당공성 전극을 사용하여 유효반응 면적을 크게 하고, 촉매를 사용하여 전극 활성을 증대시킴으로써 전극반응의 활성화 에너지를 감소시키고, 가능한 온도를 높게 하여야 한다.

참고자료

· 없음