연료전지, 연료전지발표, 연료전지 종류와 설명

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연료전지란 연료와 산화제를 전기화학적으로 반응시켜 전기에너지를 발생시키는 장치이다. 이 화학 반응은 촉매층 내에서 촉매에 의하여 이루어지며 일반적으로 연료가 계속적으로 공급되는 한 지속적으로 발전이 가능하다.

수소와 산소의 화학 반응에 의해 전기 에너지를 생산하는 장치로, 수소를 이온화시켜 전류가 흐르게 한 후, 산소와 결합시켜 물을 만듦
음극에서의 반응 : H2 →1/2H＋ ＋2e－ (수소의 산화 반응)
양극에서의 반응 : 1/2O2＋ 2H＋＋ 2e－→ H2O (산소의 환원 반응)

과정 1 : 음극에서는 수소가 촉매의 작용으로 전해질에 수소 이온(H＋)으로 녹아 들어가면서 전자를 내놓음(산화)
H2 →2H＋＋2e－ (수소의 산화 반응)

과정 2 : 전자는 외부 회로를 통해 양극으로 이동하고, 수소 이온은 중간의 전해질을 통해 양극으로 이동하여 전류를 흐르게 함
과정 3 : 양극에서는 전자와 결합한 산소가 수소 이온과 반응하여 물을 만듦
1/2O2 ＋2H＋＋2e－→ H2O (산소의 환원 반응)
공급되는 것 : 수소, 산소
생산되는 것 : 물, 전기 에너지
연료전지의 음극(Anode)을 통하여 수소가 공급되고 양극(Cathode)을 통하여 산소가 공급되면 음극을 통해서 들어온 수소분자는 촉매(Catalyst)에 의해 양자(H+)와 전자로 나누어진다. 나누어진 양자와 전자는 서로 다른 경로를 통해 양극에 도달하게 되는데, 양자는 연료전지의 중심에 있는 전해질(Electrolyte)을 통해 흘러가고 전자는 외부회로를 통해 이동하면서 전류를 흐르게 하며 양극에서는 다시 산소와 결합하여 물이 된다.
공기극과 연료극에는 수많은 좁은 도랑이 있어, 여기를 외부에서 공급된 산소(공기중의 산소)와 수소(탄화수소계열 연료를 분해하여 만든 수소 )가 통과하면서 반응 발생 Ο 수소는 전해질이 접하고 있는 면까지 파고들어가, 전자를 유리해 수소 ion이 되고, 전자는 밖으로 이동 Ο 전해질 속을 이동한 수소 ion은 반대측의 전극에 보내진 산소와 외부에서 전선을 통해 들어온 전자와 반응해 물 생성

참고자료

· 없음