인하대 Al - Air battery 결과보고서

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목차

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

본문내용

1. 서론
현재 인류는 끊임없이 에너지를 소비하고 있는데, 그 중에서도 전기 에너지는 꽤 많은 비중을 차지한다. 그 전기 에너지의 저장소 역할을 하는 배터리를 이용하여, 각종 전자제품, 자동차와 같은 것에 쓰인다. 지금까지 개발된 수많은 종류의 배터리 중, 양이 풍부하여 값이 싸고, 기전력이 일정하며, 에너지 밀도가 높은 편에 속하는 Al을 이용한 금속 – 공기 전지를 배워본다. 이 전지의 원리를 배우고, 직접 제작을 통해 금속 – 공기 전지를 확실히 이해할 수 있다. 아울러, 전해질의 pH 변화와 농도 변화를 통해 OCV의 변화와 그 경향성을 살펴보고, 또 실험 기기로 얻은 data를 통해 방전곡선을 그려보고, 거기서 구한 방전시간을 통해 방전용량을 계산해볼 수 있다.

2. 실험방법
- 준비물 -
알루미늄 호일, 전선, 스포이트, KOH(93%), NaCl(99%), H3PO4(85%), 증류수(Di water), 비커, 마그네틱 바, 교반기, 티슈
(1) KOH, NaCl, H3PO4 수용액을 0.5M, 1.0M, 3.0M을 만든다. 총 9개의 수용액을 만들며, 각각의 질량은 아래의 표와 같다.

(단, 유효숫자에 따라 그 값이 위에 제시된 공식과 실제로 계산한 질량이 약간씩 다를 수 있다.)
(2) 15cm X 15cm 알루미늄 foil을 준비한다.
(3) 알루미늄 호일의 반짝임이 덜한 면(난반사하는 쪽) 위에 분리막으로 사용할 티슈를 반으로 접어 정사각형의 평행한 양 끝 모서리로부터 각각 1~2cm 정도 떨어진 채로 위치시킨다. 이때 남은 부분은 잘라내어 버린다.
(4) 양극물질로 쓸 활성탄을 0.200g을 재서 티슈 위에 올린다. 이때, 일회용 스포이트 끝 부위를 가위로 잘라 수저로 사용한다
(5) 1M 용액은 방전용량을 계산해야 하므로, 활성탄 용량을 정확히 잰다.
(6) 티슈 위에 올린 활성탄을 휴지의 반쪽만 최대한 넓게 편다. 주의해야 할 점은 활성탄이 알루미늄 호일에 묻어서는 안 된다. 만약 묻게 되면 일부 전극이 다른 한 쪽 전극에 붙어버리는 결과가 될 수도 있기 때문에, 실험에 영향을 미칠 수 있다.
(7) 그 위에 전해질 2ml를 스포이트를 활용해 활성탄 위에 고루 뿌린다.

참고 자료

Zu Liu, Junhong Zhao, Yanping Cai, and Bin Xu, Design and research on discharge performance for aluminum-air battery, 『AIP Conference Proceedings』, American Institute of Physics, 2017, Vol. 1792, No.1, 04006-1~6
Ani Avoundjian, Vicente Galvan and Frank A. Gomez, An Inexpensive Paper-Based Aluminum-Air Battery, MDPI, 2017, p1~p11
Gang, Xiao; Hjuler, H.A.; Olsen, C.A.; Berg, Rolf W.; Bjerrum, Niels J., Electrolyte Additives for Phosphoric Acid Fuel Cells, 『Journal of The Electrochemical Society』, 1993, Vol.140, Issue 4