PEMFC 실험 보고서

목차

1. 서론
1) 실험목적
2) PEMFC 구조 및 작동원리
3) 실험 조건

2. 실험과정

3. 실험결과

4. 결론

5. 참고문헌

본문내용

1-1. 실험목적
본 실험은 연료 연료전지(Fuel cell)의 종류 중 하나인 PEMFC(Proton-Exchange Membrane Fuel Cell)를 제작함으로써 PEMFC의 구조 및 작동원리에 대해 이해하고, 직접 설계하여 제작한 모형 자동차와 로봇팔의 전력원으로 제작한 PEMFC를 사용하여 발전 특성 및 성능에 대한 평가를 J-V 곡선 및 EIS의 분석을 통하여 진행한다. 이를 통하여 해당 실험의 문제점에 대한 고찰을 하고 성능 개선을 위한 방안에 대한 고찰을 실시한다.

1-2. PEMFC 구조 및 작동원리
Fig 1. PEMFC의 작동 원리 개요도
PEMFC는 기본적으로 Anode, electrolyte, Cathode로 구성되어 있으며 Anode(연료극)에 수소(H2)를 주입하면, Pt 촉매 층과의 반응으로 산화반응을 통해 수소 이온과 전자가 생성되고 수소 이온은 전해질로 확산에 의하여 Cathode로 이동하고 전자는 외부 도선을 따라 이동하여 Cathode(공기극)에선 환원반응을 통해 물이 생성된다.

1-3. 실험 조건
① 실험 재료
전 처리된 Nafion film(2cm×2cm), Carbon paper(1.5cm × 1.5cm), Pt-C 슬러리, End Plate(0.47cm×0.47cm), 흑연 분리판, 가스킷, 전선, 볼트&너트, 붓, DI Water, 고무호스, H2 gas, O2 gas, 과학상자(6호), 보호 안경
② 실험 기기
전자저울(모델명 : WBA-320, 최대측정값 : 320g, d=0.001g, 내부 온도 : 24℃), Hot plate, Hot Mounting Press(사용 온도 : 120℃), 멀티미터, J-V 곡선 분석기

2. 실험 과정
2-2-1. 막-전극 복합체(Membrane – Electrode – Assembly, MEA) 제작 공정
① 나피온 필름을 전처리하여 준비한다.
② 카본페이퍼를 1.5cm X 1.5 cm 로 자른다.

참고자료

· 여영구, 이성철. 연료전지공학. 아진 출판사. 2013
· Mohamed H.S. Bargal. Liquid cooling techniques in proton exchange membrane fuel cell stacks: A detailed survey. Alexandria Engineering Journal. Vol 59, 2. April 2020. Pages 635-655
· 김준범, (2018), Empirical Equation을 이용한 고분자전해질 연료전지의 전압 손실에 대한 연구, Applied Chemistry, Volume 29, No 6, 789-798