PEMFC 결과

목차

Ⅰ. PEMFC
1. 실험방법
2. 결과 및 고찰
3. Problems

Ⅱ. DSSC
1. 실험방법
2. 결과 및 고찰

본문내용

 Polarization Curve 분석(자세히) 및 실험 전반에 대한 고찰
이번 실험은 초기 전류가 0A일 때 초기전압을 측정하여 초기전압을 알아내고 전류를 일정 정도씩 증가시키며 전압이 경향성을 벗어날 때까지의 데이터 값을 얻은 후 그 데이터를 이용하여 Polarization Curve를 얻어내는 실험이었다. 로드기의 전류가 0.01A이하로는 내려가지 않았기 때문에 초기 전압을 전류 0.01A일 때로 측정하였다. 왼쪽의 그림은 이상적인 polarization curve이다. 이상적인 v-j커브에서는 세가지 구간을 명확하게 찾을 수 있다. 직접 실험을 통해 얻은 그래프의 v-j커브에서 마지막 구간이 명확히 보이지 않지만 이상적인 커브와 비슷한 형태를 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.
옴의 법칙(V=IR)에 따르면 전류가 증가함에 따라서 전압이 증가해야 한다. 하지만 이 Polarization curve에서는 전류가 증가하면 전압이 감소하였다. 이는 V-J curve의 세가지 구간에서 각기 다른 손실이 일어나기 때문이다. 반응 초기 그 첫 번째 구간에서 확인되는 손실의 원인은 Activation polarization(활성화 분극) 때문이고, 이 손실을Activation loss라고 부른다. 이 구간에서는 전류 밀도의 증가에 따라 전압 값이 가파르게 떨어지는 부분인데, 활성화 과전압에 의한 감소이다. 이는 Cathode의 느린 반응속도가 주로 원인이 되고, 전류의 밀도에 따라서 지수 함수적으로 감소한다. 예를 들어 계면에서 수소가 발생되기 위해서는 먼저 수소이온이 계면으로 이동하여야 하며, 이동된 수소 이온이 수소 가스로 방출된다. 이때 반응속도가 늦어 계면 전체의 반응속도가 느려지는 현상이 관찰될 때를 Activation Loss라고 하는데, 이는 전극 반응 자체의 반응 저항에 기인하며, 이온화 경향이 큰 원소의 경우 Activation loss가 작다. 화학적 원인에 의한 것이므로, 온도를 상승시키거나 촉매를 사용하여 cathode의 반응 속도를 증가시키면 극복될 수 있다.

참고 자료

없음