Dry-sensitized solar cell(연료감응형 태양전지)

소개글

Dry-sensitized solar cell(연료감응형 태양전지)에 대한 보고서 자료입니다.

목차

[나노 입자로 만든 다공질 TiO2 Electrode]
[Solid-state electrolyte]
2. 연료전지 분야(Fuel cells)

[Fuel Cell Types]

[DMFC(Direct Methanol Fuel Cell)]

본문내용

CO2 + 6H+ + 6e- Eo = 0.046 VCathode (Reducton) 3/2O2 + 6H+ + 6e- → 3H2O Eo = 1.23 VOverall CH3OH + 3/2O2 → CO2 + 2H2O Eo = 1.18 V

기본 구조 촉매를 담지한 연료극, 산소극, 두 전극사이에 전해질막을 넣고 제조된 막-전극접합체(Membrane Electrode Assembly, MEA)이고, 전극을 외부회로와 연결하여 사용한다.

고분자 전해질막1. Sulfonic acid group이 상업적으로 많이 사용되는 이유(1) Sulfonic acid gorup의 산도가 매우크다.(2) C-S 결합은 산화 조건에 강한 저항성을 갖는다.2. 물분자의 역할(1) 프로톤의 전도도를 높게 유지하기 위해서.(2) Sulfonic acid group이 술폰산 음이온과 프로톤으로 해리된다.(농도 구배나 전기장의 영향에 의해 프로톤이 이동)3. 프로톤의 전도도에 영향을 미치는 인자(1) Sulfonic acid group의 수(2) 막 구조(3) 막 내부 물의 양4. 연료전지 운전 중 프로톤 교환막에서의 물의 공급처는 (→ 가습된 가스로부터의 유입, 산소극 반응에 의한 생성수) 이 물은 프로톤과 함께( 전기삼투적 이끌림, electroosmotic drag) 생성수의 확산 및 양쪽 전극간의 압력차에 의한 이동에 의해 막 내부에서 농도 구배를 보이게 되어, 운전 중에는 대체로 연료극 쪽은 탈수가, 산소극 쪽은 침수가 일어나게 된다. 5. 이온 교환막에서 물의 수착특성에 영향을 주는 인자(1) 이온 교환기의 종류와 양(2) 양이온의 종류(3) 운전 온도(4) 물의 상 (액상 또는 기상), 이온 교환막의 thermal history6. 프로톤 교환막의 특성은 주로 (1) 이온 교환용량 ( IEC : Ion Exchange Capacity ) (2) 당량 중량 ( EW : Equivalent Weight ) 으로 나타낸다.
이온 교환 용량 = 이온 교환기의 밀리 당량수 (meq) / 막 무게 (g)
당량 중량 = 이온교환막 무게 (g) / 이온교환기 당량 (eq)EW = ( 1 / IEC ) * 1000
7. 연료전지용 전해질로 사용되는 프로톤 교환막이 가져야 할 성질(1) 높은 프로톤 전도도(2) 기계적 강도(3) 낮은 기체 투과도 및 물의 이동 (탈수에 저항성이 있어야 한다)8. 막(1) 산화 및 환원 반응, 가수 분해 등에 대한 내성이 커야(2) 양이온 결합력이 좋아야(3) 균질성이 요구(4) 일정 시간 동안 유지-→ 갑싸고, 환경친화적인 제조 기술 개발이 필요
DuPont사 perfluoro sulfonic acid 계 양이온 교환막 (Nafion막)1. 프로톤 전도도가 우수 2 . 강산이나 산화제에 내성이 강하다 (불화탄소의 골격 및 술폰산기를 가지고 있어)3 . PEFC 연구자들에 의해 가장 많이 사용제조 : 술포닐플루오라이드 비닐에테르 단량체와 테트라플루오르에틸렌과의 공중합에 의해 만들어진 레진을 필름 형태로 압출가공한 후 가수분해시켜 제조된다

키워드

DSSC,   연료감응형 태양전지 ,   태양전지,   Solid-state electrol,   나노다공성 TiO2,   DMFC