수소 연료전지의 작동원리 탐구 및 제작실습

목차

[1] 고분자 전해질 연료전지의 작동원리를 설명하라.
[2] 고분자 전해질 연료전지 제작실험의 구체적인 조건들을 설명하라.
[3] 제작한 고분자 전해질 연료전지의 I-V 커브를 제시하고 분석하라.
[4] 수소연료 공급량에 따른 모형자동차의 이동거리를 제시하라.
[5] 고분자 전해질 연료전지 제조 및 수소연료기반 모형 자동차 구동 실험에 대한 최종 결론 및 고찰을 제시하라.
[6] 에너지-환경 나노기술 융합 연구실에서 수행한 본 실험에 대한 개별적인 의견을 제시하라. (실험의 중요성, 실험수행에 대한 소감, 개선점 등 다양한 의견 제시 요망)

본문내용

[1] 고분자 전해질 연료전지의 작동원리를 설명하라.

연료전지(Fuel Cell)란 연료를 공급하여 전기를 발생시키는 하나의 ‘공장’이다. 또한 화학에너지를 전기에너지로 직접화 시키는 방법으로써 기본 작동원리는 다음과 같다.

(1)-연료전지는 이온전도성이 좋은 전해질을 사이에 두고 2개의 다공성 전극으로 구성
(2)-물의 수소분해 반응을 역으로 이용함
(3)-연료극(Anode)에 수소, 공기극(Cathode)에 산소를 공급하면 연료극에서는 수소가 백 금 촉매상에서 이온화 되고, 수소이온(양자)와 반응하여 전자가 된다. 수소이온은 전 해질을 통해 공기극으로, 전자는 외부의 회로를 흘러서 공기극으로 이동한다.
(4)-공기극에서는 산소와 전해질 속을 통해 온 수소이온과 외부회로를 이동하여 온 전자가 반응하여 물이 생성된다.
(5)-전자가 외부회로를 이동하기 때문에 전자와는 반대의 방향으로 전류가 흐르고, 전기에 너지를 얻을수 있다.

<중 략>

[5] 고분자 전해질 연료전지 제조 및 수소연료기반 모형 자동차 구동 실험에 대한 최종 결론 및 고찰을 제시하라. 자동차의 속도가 다른친구들에 비해 약간 작게 나온 이유로는 크게 3가지를 예상해 보았다. 첫 번째는 고분자 전해질 연료전지의 측정전압이 작게 나와서 이다. 이것이 가장 유력한 이유가 될 것 같다. 고분자 전해질 연료전지의 측정전압이 낮게 나온 이유로는 Pt-C 도포가 적절히 이루어지지 않은 것 같다. 0.3mg/cm^2 의 pt가 코팅이 되어야 하는데 공기의 흐름으로 인해 무게측정이 정확하지 않았던 것 같다. 자동차의 속도가 낮게나온 다른 이유로는 전극선의 상태가 좋지 않았던 것 같다. 그래서 모터와 연료전지 사이의 접촉이 원활하지 않았다. 마지막으로는 호스의 길이가 너무 길어서 가스가 주입되는 시간을 예측하는데 어려움이 있었다. 또한 너무 길다보니 꼬이고 엉켜서, 가스 공급이 원활하지 않았던 것이 아쉬웠다. [6]에너지-환경 나노기술 융합 연구실에서 수행한 본 실험에 대한 개별적인 의견을 제시하라.

참고자료

· 없음