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<PEMFC>
1. 실험목적
신재생에너지인 고분자전해질 연료전지와 염료감응 태양전지의 제작 및 성능 측정을 통해 에너지 변환 기술에 대해 이해한다.
2. 기본이론조사
ⅰ) 연료전지 및 PEMFC의 정의와 기본원리, 구조, 특징
- 연료전지 정의
고분자 전해질 연료전지는 연료(수소)의 화학에너지가 전기에너지로 직접 변환되어 직류 전류를
생산하는 능력을 갖는 전지(Cell)로 정의되며, 종래의 전지와는 다르게 외부에서 연료와 공기를 공급하여 연속적으로 전기를 생산한다.
- 기본원리
연료극에서 수소가 수소이온과 전자로 분해된다.
↓
수소이온은 전해질을 거쳐 공기극으로 이동한다.
↓
전자는 외부회로를 거쳐 전류를 발생한다.
↓
공기극에서 수소이온과 전자,그리고 산소가 결합하여 물이된다
수소와 산소를 직접 만나게 하면 급격한 반응이 일어나 물과 열이 만들어진다. 이러한 급격한 산화 반응을 우리는 일반적으로 연소라 한다. 하지만 연료전지는 수소와 산소를 직접 만나게 하지 않고 이온 상태로 만나게 해서 물과 전기를 만든다. 이 역할은 수소를 이온 상태로만 통과시키는 프로톤 (H+) 교환막이 한다. 프로톤 교환막을 사이에 두고 수소와 공기를 흘려주었을 때, 수소가 교환막과 만나면 전자를 내주면서 이온(프로톤, H+)이 된다. 프로톤은 교환막을 지나가고 전자는 외부로 연결된 도선을 타고 반대쪽 공기 있는 곳으로 간다. 공기 중의 산소와 교환막을 지나온 프로톤, 전극을 타고 온 전자들이 만나 물이 되는 것이다. 이렇게 외부의 도선을 타고 전자가 이동할 때 전자는 전구의 불을 밝힌다든지 모터를 돌린다든지 하는 우리가 필요로 하는 일을 하게 된다.
- 연료전지 구조
전류 발생의 원리는 물의 전기 분해의 역반응을 이용하고 있다．전지의 양극측에 산소（공기）를
음극측에 수소를 공급하여 반응하게 하고 물이 생기는 과정에서 발생하는 전기를 이용하는 구조로 되어
있다.
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