Polymer Electrolyte Fuel Cell의 성능 측정 실험(PEMFC - 고분자 전해질 연료전지) - 연료전지의 기본 원리와 그중 PEMFC의 특성에 대해 이해

소개글

Polymer Electrolyte Fuel Cell의 성능 측정 실험(PEMFC - 고분자 전해질 연료전지) - 연료전지의 기본 원리와 그중 PEMFC의 특성에 대해 이해에 대한 보고서 자료입니다.

목차

Polymer Electrolyte Fuel Cell의 성능 측정 실험(PEMFC - 고분자 전해질 연료전지) - 연료전지의 기본 원리와 그중 PEMFC의 특성에 대해 이해

1. 목적 : 연료전지의 기본 원리와 그중 PEMFC의 특성에 대해 이해한다.

2. 이론
2-1. 연료전지
2-2. 연료전지의 종류
2-3. 연료전지의 역사
2-4. 연료전지의 구성
2-5. 연료전지의 원리
2-6. Polarization Curve

3. 계산 Calculation

4. 결과 및 고찰 Results and Discussion

5. 기호 Nomenclature

6. 인용문헌 References

본문내용

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가습 비가습
4. 결과 및 고찰 Results and Discussion
3) 연료전지의 고분자 전해질 막의 구성과 특성, 종류 그리고 MEA에 대해서 조사할 것.
고분자전해질 연료전지의 전해질은 H＋를 전달하는 고분자 이온교환막을 사용한다. 고분자막은 anode와 cathode 사이에서 수소이온의 전달체 역할을 하는 동시에 산소와 수소의 접촉을 막는 역할도 한다. 따라서 고분자전해질 막은 수소이온전도성은 높아야 하는 대신 전자의 전도성은 낮아야 하고 이온의 이동에 비하여 반응기체나 물의 이동이 적어야하며 기계적 및 화학적 안정성을 가지고 있어야 한다. 현재 Du Pont에서 개발한 perfluorinated sulfonic acid 계통의 Nafion 막이 주로 사용되고 있는데, 현재 개발되어 있는 고분자전해질 막은 어느 정도 이상 수화되어야 수소이온 전도성을 나타낸다. 고분자막이 수분을 잃고 건조해지면 수소이온전도도가 떨어지게 되고 막의 수축을 유발하여 막과 전극 사이의 접촉저항을 증가시킨다. 반대로 물이 너무 많으면 전극에 flooding 현상이 일어나 전극 반응속도가 저하된다. 따라서 적절한 양의 수분을 함유하도록 유지하기 위한 물관리가 매우 중요하다. 이는 전체 시스템을 복잡하게 할 뿐만 아니라 화학적 안정성 문제와 함께 고분자전해질 연료전지의 운전온도를 100 ℃ 이하로 제한하는 원인이 된다. 이러한 문제들을 극복하기 위해 수분이 없어도 높은 수소이온전도성을 갖는 고분자전해질 및 130℃ 이상의 온도에서도 작동하는 고분자전해질 개발이 진행되고 있다.
anode와, cathode의 두 전극을 고분자전해질 막에 hot-pressing 방법으로 부착시킨 것을 고분자전해질 막-전극 접합체(membrane-electrode assembly, MEA)라고 하는데 이러한 MEA의 구성과 성능이 고분자전해질 연료전지의 핵심이라고 할 수 있다.
5) 2차전지(충전지)와 연료전지의 차이는 무엇인가.
니켈-카드뮴 전지, 납축전지, 리튬이온 전지, 리튬-폴리머 전지와 같은 2차 전지들은 다 쓴 다음에도 충전 후 재사용이 가능하지만 연료전지란 전극 물질이 발전에 사용되는 기체를 계속 공급해 주면 연속적으로 사용이 가능하다. 연료전지에서 사용되는 연료는 모두 기체이며 하이드라진, 메탄올, 에탄올, 가솔린 같은 액체 연료는 그대로 사용하는 것이 아니라 연료 개질기(fuel reformer)를 지나면서 기체로 만든 다음에야 연료로 사용할 수 있다.
5. 기호 Nomenclature
전압(V), 전류(mA), 박막의 면적(cm2)
6. 인용문헌 References
조은애 ; “고분자전해질 연료전지 기술개발 동향”, 3~4 (2005)
:고분자 전해질막 연료전지 (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC) 기술개발 현황:, 2~3 (2004)

키워드

연료전지,   Polymer Electrolyte Fuel Cell,   연료,   PEMFC,   고분자 전해질 연료전지,   연료전지의 원리,   PEMFC의 특성,   Polymer Electrolyte Fuel Cell의 성능 측정