[공업화학실험]연료전지

소개

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목차

■ 실험목적
■ 연료 전지(Fuel Cell)란
■ 연료 전지의 기본적인 원리.
■ 연료 전지의 종류 및 특성 조사.
■ 연료 전지의 개발사례 or 개발중인 분야(LG화학의 DMFC 등)
■ 참고자료

본문내용

■ 실험목적
PEMFC의 성능측정을 통한 연료전지 system의 이해
■ 연료 전지(Fuel Cell)란
연료전지(Fuelcell)은 연료로 사용되는 수소와 산소가 가지는 고유의 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치이다. 연료전지는 한번 쓰고 버리는 1차 전지와 충전해서 다시 쓰는 2차 전지와 달리 연료로 사용되는 수소와 산소를 공급하면 계속적으로 전기를 발생시킬 수 있는 발전의 개념을 가지고 있는 차세대 전지이다

산화제와 환원제를 계속적으로 공급하는 전지이므로 그 전지는 전류를 무한정 통할 수 있다. 연료전지는 Gibbs 에너지를 기계적일로 변환할 때 높은 열역학적 효율을 수행하는 가능성을 제공한다. 내연기관은 최고로 연소열의 (T2-T1)/T2 분율 만큼만을 기계적 일로 변환한다. 열역학 제 2법칙에서 나온 이 관계식에서 T2는 팽창되는 동안의 기체 온도이고, T1은 배기기체의 온도이다.
연료전지는 전류를 거꾸로 걸어주면 전기분해 전해조로 사용되거나 또는 에너지 저장조로도 쓸 수도 있다. 따라서 수증기를 전기분해 하여 H2와 O2를 생산하여 저장할 수 있다. 이외에도 우주선 안에서 CO2로부터 산소를 재생산하거나 액체 금속을 환원시키는 데 이용할 수 도 있다.
■ 연료 전지의 기본적인 원리.
수소와 산소는 각각 산화전극(Anode)와 환원전극(Cathode)로 공급된다. 산화전극으로 공급된 수소는 전극촉매상에 수소이온(H+)과 전자(e-)로 분해되고, 이 중 수소이온만이 선택적으로 고분자 전해질막(Membrane)을 통과하여, 환원전극으로 전달된다. 동시에 전자는 외부도선을 통해서 환원전극으로 이동하는데, 이들이 산화전극에 공급된 산소와 만나서 물을 생성하는 반응을 일으킨다. 이때에 일어난 전자의 흐름으로 인해 전류가 생성되고, 물 생성 반응에서 열도 부수적으로 발생한다.
수소-산소 연료전지는 산성 또는 알칼라성 전해질을 가질 수 있다.반쪽전지반응은 다음과 같다.

참고자료

· 무기공업화학
· 화학공업화학회
· 청문각
· 115～118
· 에너지공학
· 화학공업화학회
· 교보문고
· 1996
· 479～495
· http://news.hankooki.com
· http://www1.kisti.re.kr
· http://fuelcell.kaist.ac.kr/
· http://www1.kisti.re.kr
· http://kosen21.org/