[공업화학실험] Al-Air Battery - 알루미늄 에어 배터리

소개

Al-air battery 1차 전지를 제조하고, 전해질의 농도와 종류에 따른 개방 회로전압을 측정하는 실험과 전지를 일정한 전류로 방전했을 때, 나타나는 전압 값의 변화를 측정하여 방전용량 값을 계산 해보는 실험으로 이를 통해 우리는 알루미늄 에어 배터리의 전반적인 개념 및 원리를 이해해보는 실험레포트입니다.

목차

없음

본문내용

1. 실험 목적
1.1. Al-air battery 1차 전지를 제조하고, 전해질의 농도와 종류에 따른 개방 회로전압을 측정하는 실험과 전지를 일정한 전류로 방전했을 때, 나타나는 전압 값의 변화를 측정하여 방전용량 값을 계산 해보는 실험으로 이를 통해 우리는 알루미늄 에어 배터리의 전반적인 개념 및 원리를 이해할 수 있다
1.2. 알루미늄 호일과 공기중의 산소를 반응시켜 방전할 수 있는 간단한 전지를 만드는 실험을 통해 그 과정과 응용법을 이해한다.
1.3. 제작된 전지의 전압을 측정하여 I-V CURVE 를 작성하고, 전지의 이론 방전용량을 계산한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 실험 소개
전지는 물리적 혹은 화학적 반응으로 방출되는 에너지를 전기에너지로 변환하여 저장하거나 외부회로를 통해 내보내어 필요할 때마다 사용할 수 있는 소형 장치를 말한다. 이러한 전지는 많은 이점을 가지고 있다. 연료전지는 유해 배기가스가 거의 발생하지 않고 다양한 재료를 연료로 쓸 수 있고 에너지 변환 효율 또한 50% 이상 되기 때문에 에너지 절약 효과도 크다. 내연기관 자동차들을 모두 연료전지 자동차로 대체한다면 대기 오염은 문제 또한 크게 개선될 것이다. 그 외에도 연료전지는 전기와 열을 필요로 하는 산업에서는 거의 모든 부분에서 적용 가능하다. 가정용, 상업용의 발전시설과 난방시설들에 이용할 수 있으며 휴대폰, 노트북과 같은 소형 기기의 사용시간을 장시간 보장할 수도 있다. 이렇듯 연료전지는 환경문제 해결에 기여함과 동시에 산업전반에 걸친 경제적 파급 효과도 아주 크다는 것을 알 수 있다. 다양한 전지들 중, 특히 공기전지는 양극 활물질을 공기 중에서 얻어 쓰므로 다른 전지들에 비해 용량이 크다는 장점을 지니고 있다.
본 실험에서는 이러한 공기 전지 가운데 알루미늄 호일과 활성탄을 이용하여 알루미늄 공기전지를 만들어 본다. 지구에 존재하는 원소 가운데 산소와 철 다음으로 알루미늄이 많은 양을 차지하고 있고, 에너지밀도가 우수하다는 특징이 있어 최근에 많은 연구가 진행되고 있다.

참고자료

· 무기공업화학, 이철태 외 3인 공저, 탐구당, 2006, p.280 p.284～285, p.287～289
· 전기화학, 오승모, 자유아카데미, 2010, p.193～197
· 전기화학, Zenpachi Ogumi, SciTech 미디어, p.27～29
· 물리화학, Peter Atkins, Julio de Paula, 교보문고, 2010, p.210～212.
· 전지의 기초, 손영대, 성안당, p.53～54
· 연료전지의 개발동향과 전망, 조희남, 경북대학교 교육대학원, p.1～3
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· 전해질 첨가제가 알루미늄-공기전지의 성능에 미치는 영향, 박권필, 전해수, 한국공업화학회, 1998, p.1～2
· New AUTO ELECTRICITY, 김재욱, 골든벨, 2009, p.152