[2019 A+ 인하대 공업화학실험] PEMFC, DSSC 예비보고서 공화실 예보

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2020.04.13
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목차

1. 실험목적
2. 실험이론
3. 실험방법
4. 참고문헌

본문내용

1. 실험 목적
- PEMFC의 성능 측정을 통하여 분극 곡선을 그려보고, 전기화학적 의미를 알아본다.
- 직접 염료 감응형 태양전지를 제작해보고, 성능 평가를 통해 태양전지를 이해한다.

2. 실험이론
* PEMFC
A. 연료전지의 정의와 기본원리, 구조(PEMFC 외 종류 간략히)
연료전지는 연료가 갖고 있는 화학에너지를 전기에너지로 전기화학반응을 통해 직접 변환시키는 발전장치이다. 천연가스나 메탄올 등의 연료에서 수소를 추출하고 이에 공기 중의 산소를 반응시켜 전기에너지를 직접 얻는다. 물을 전기 분해하면 수소와 산소가 발생한다는 것을 역으로 이용한 것이다. anode에는 수소가 공급되어 수소이온과 전자로 분해되고, cathode에는 산소가 공급된다. 두 전극 사이 전해질은 생성된 이온을 상대극으로 전달시켜주는 매개체 역할을 한다. 수소이온은 전해질을 거쳐 공기극으로 이동하고, 전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생시킨다. 그리하여 공기극에서 수소이온과 전자, 산소가 결합하여 물이 된다. 이렇게 구성된 연료전지 한쌍을 single cell라 하고, 여러 개의 cell을 stack라 부른다. (1)(2)
연료전지 시스템은 개질기, 연료전지 본체(셀), 전력변환장치(인버터) 등의 세가지 설비로 구성된다. 개질기는 수소를 포함하는 일반 연료(LPG, LNC, 메탄올 등)로부터 연료전지가 필요로 하는 수소를 많이 포함하는 가스로 변환하는 장치이다. 연료전지 본체(셀)는 개질기에서 변환된 가스에 포함된 수소와 공기중의 산소가 윗 문단에서 설명한 원리에 의해 직류전기와 물 그리고 부산물인 열을 생성하는 장치이다.
전력변환장치(인버터)는 연료전지 본체에서 생산된 직류를 교류전력으로 변환시키는 장치이다.

연료전지는 대체로 작동온도와 전해질 형태에 따라 구분하며
1) AFC(Alkaline Membrane Fuel Cell) : 알칼리를 전해질로 사용, 운전 온도는 60°C~120°C

참고 자료

인하대학교 화학공학과, 『공업화학.화학공학 실험교재』, 인하대학교 화학공학과, 2019, p12~p18
조희남, 「연료전지의 개발 동향과 전망 = Trend and prospect of fuel cell」, 경북대학교 교육대학원 기술교육전공 석사학위논문, 2004.08, p16~p24.
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강동훈, 「직접 메탄올 연료전지용 Nafion/염기 고분자 복합막의 제조 및 특성 연구 = A study on preparation and characterization of nafion/ base polymer complex membrane for direct methanol fuel cell」, 성균관대학교 화학공학과 석사학위논문 2006.02, p43.
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