Polymer Electrolyte Fuel Cell의 성능 측정 실험 (예비)

소개글

전자재료실험에 관련된 리포트 입니다.

목차

1. 실험목적
2. 이론
3. 실험방법
4. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
연료전지의 종류와 기본 원리를 이해하고, 그 중 PEMFC(Polymer Electrolyte Fuel Cell(고분자 전해질 연료전지))의 특성에 대해 이해 한다.

2. 이론
화학 전지는 화학 변화가 일어날 때의 에너지 변화를 전기 에너지로 바꾸는 장치이다. 일반적으로 화학 전지는 전극을 구성하는 물질과 전해질을 용기 속에 넣어 화학 반응을 시키고 있지만, 이 전지는 외부에서 수소와 산소를 계속 공급해서 계속 전기 에너지를 낸다. 이는 마치 연료와 공기의 혼합물을 엔진 속에 공급하여 연소시키는 것과 유사하다. 이와 같이 연료의 연소와 유사한 화학 전지를 연료 전지라고 한다. 연료 전지에 공급된 수소는 연소시키는 것이 아니고, 수용액에서 전자를 교환하는 산화 · 환원 반응이 진행되며, 그 과정에서 수소와 산소가 물로 바뀐다. 이때의 에너지가 전기 에너지로 전환된다. 이 원리는 상당히 오래 전에 발견되었다.
1839년, 영국의 물리학자인 그로브가 수소와 산소와의 반응중에 발견하고, 실제로 전지를 만들어 보았다고 한다. 이 연료 전지는 1965년, 미국의 우주선 제미니 5호에 적재되어 우주선 내의 전력과 음료수를 공급하면서부터 갑자기 각광받았다. 연료 전지는 그 종류가 많을 뿐만 아니라 연료로 기체, 액체, 고체 어느 것이 사용되느냐에 따라 그 방식도 여러 가지가 있다. 반응을 일으키는 온도도 상온의 것에서부터 500℃ 이상으로 그 종류가 매우 다양하다. 이 중에서도 가장 기본적이라고 할 수 있는 수소-산소 연료 전지의 구조에 대해서 알아보자. 아래 그림은 연료 전지의 구조를 나타낸 것이다.

연료 전지의 구조 및 원리
전극에는 두 극 모두 탄소 혹은 금속을 사용하고 있는데, 전극의 표면적을 증대시키기 위해 다공질로 되어 있다. 전해액은 수산화칼륨(KOH) 용액이다. 수소 가스는 1~10 기압으로 보내지고, 수소가 스며드는 쪽이 (-)극, 산소 쪽이 (+)극이다. 수소는 (-)극에서 산화되고 산소는 (+)극에서 환원된다.

참고 자료

H.L. KWOK, 외 3명. 2003. 『전자 재료』. 대웅 :
조향숙. 2007. 『완자 화학2』. 비상교육 : 296~327P
에너지관리공단. 에너지 단어사전 <http://www.kemco.or.kr/>
네이버 백과사전. 연료전지 <http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=945218&mobile&categoryId=3438>