인하대 PEMFC, DSSC 결과보고서

소개

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목차

Ⅰ. PEMFC
1. 서론
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 실험결과분석 및 고찰
5. Problems

Ⅱ. DSSC
1. 서론
2. 실험방법
3. 실험결과
4. 실험결과분석 및 고찰
5. 결론
6. 참고문헌

본문내용

1. 서론
무공해자동차의 동력원, 발전, 군수용, 우주선용 전원 등 응용범위가 광범위한, 고출력 연료전지인 PEMFC의 원리와 그것의 성능을 측정하여 분극 곡선을 그리고, 그 이유와 전기화학적인 의미를 이해해본다.
2. 실험방법
1) 수소 연료 전지 (PEMFC)
① Station의 전원을 키고 H2(g)와 O2(g)를 적정 유량 공급하면서 PEMFC의 적정 작동 온도 70°C ~ 80°C 까지 올려야 하지만, 실험 장비의 상태가 그다지 좋지 않아 상온(약 25°C)에서 작동시켰다.
연료전지 cell을 로드기에 연결한다.
② 로드기 전원을 키고 전류를 0.0A부터 일정량씩 증가시키면서 전압 변화를 측정한다. ( 0~2A일 때는 0.1A씩, 2A~4A일 때는 0.2A씩, 4A부터 V=0이 될 때까지는 0.5A씩 전류를 변화시킨다.) 이때, 이론적으로는 전류 I=0일 때의 전압 V=VOC를 측정해야 하지만, 실제로 이 VOC를 측정하기 어렵기 때문에, 0.01A일 때의 전압을 VOC로 간주했다.
③ 측정하여 얻은 data를 plot하여 J-V(전류밀도 변화에 따른 전압변화) curve와, J-P(전류밀도 변화에 따른 전력밀도 변화) curve, 이렇게 2개의 polarization curve를 그린다.
3. 실험결과

(실험방법과 달리 실제 실험에서 전류를 변화시킬 때 약간의 오차가 발생하였다.)

PEMFC J-V Curve PEMFC J-P Curve

4. 실험결과분석 및 고찰

① Activation Loss (Activation Polarization)
전기화학 반응에 의한 손실을 의미한다. Anode에서 수소의 산화반응 속도는 매우 빠른 반면에, Cathode에서 산소의 환원반응 속도는 매우 느리다. 느린 이유는 산소 환원반응을 완료하기 위해서는 수많은 개별단계를 거치고 상당한 분자 재배치가 필요하여 매우 복잡하기 때문이다.이는 반응을 하기 위한 활성화 에너지의 장벽이 크다는 것을 의미하며, 이 활성화 장벽을 이겨내기 위해 활성화 과전압(활성화 장벽을 극복하기 위한 내부손실전압)만큼의 전압이 손실되고, 이에 따라 그래프는 초반 전류밀도값이 낮을 때 잠깐동안 급강하한다.

참고자료

· 『Experimental Characterization Methodology for the Identification of Voltage Losses of PEMFC: Applied to an Open Cathode Stack』, A. Husar*, S. Strahl, J. Riera,
· Cogeneration fuel cell-sorption air conditioning systems, I. Pilatowsky, C.A. Isaza, 2011, p25 ~ p36
· 『Study of activation losses and ohmic resistance in a PEM fuel cell using computational fluid dynamics』, J. M. Sierra, P.J. Sebastian, S. A. Gamboa, The Electrochemical Society
· TiO2를 이용한 염료감응형 태양전지의 제조 및 특성, 김길성·김영순·김형일·서형기·양오봉*·신형식†
· 전북대학교 화학공학부 박막재료실, *첨단방사선응용연구센터
· 고효율 염료감응형 태양전지를 위한 염료 및 광전극 개발 전략, 정낙천, 대한화학회
· 태양전지공학, 이준신, 김경해 공저, 도서출판 그린