실험보고서 - 재료의 전기화학적 성질 실험
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작성일 23-04-20 22:57
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열 병합 발전시 효율이 80% 이상으로 높으며 수소를 얻기 위한 개질이 불필요하고 다양한 크기의 발전 시스템을 구성할 수 있다는 장점(長點)이 있으나, 작동온도가 높고, 열충격에 약하다는 단점이 있따
η>0이면 전극에서는 산화reaction response이, η<0이면 환원reaction response이 일어나며 overpotential이 가해지고 평형이 깨지면 새로운 potential이 생기는데 이를 cell potential이라 한다. 전류가 흐르려면 전압을 가하여 평형이 깨져야 하는데 이 때 인가된 전압을 overpotential(η)이라고 한다. 실제 연료전지의 Open Circuit Voltage(개방회로전압)는 온도, 압력, 농도에 따라 달라지며 Nernst 식을 통해 개방회로전압을 구할 수 있다.
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두 전극의 형성되는 전위차는 각 전극에서 일어나는 산화·환원 reaction response의 Gibbs free energy 차이에 의해 전위차가 형성되기 때문에 자발적으로 형성된다.
다. 고체산화물 연료전지는 전해질이 세라믹 재료인 고체산화물로 구성된 연료전지를 말한다.
설명
연료전지는 전기화학 셀로서 산화전극｜전해질｜환원전극으로 구성되고, 산화전극과 환원전극에 각각 환원제와 산화제를 공급하여 전기를 생산하는 장치이다.
고체산화물 연료전지는 전해질이 세라믹 재료인 고체산화물로 구성된 연료전지를 말한다.
(E: 전극에 인가된 potential, E⁰: 평형 potential)
연료전지는 전기화학 셀로서 산화전극｜전해질｜환원전극으로 구성되고, 산화전극과 환원전극에 각각 환원제와 산화제를 공급하여 전기를 생산하는 장치이다.
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외부에서 전압을 가하지 않을 경우, 두 전극의 산화환원reaction response은 평형상태를 유지하며 전류가 흐르지 않는데, 이때의 평형상태에서의 전압을 개방회로 전압이라고 한다.(E: 개방회로전압, E⁰: reversible voltage, aproduct, areactants: reaction response물과 생성물의 activity, vi: iingredient의 stoichiometric coefficient) 이 實驗에서는 와 같으며 수소 3기압, 공기 5기압, 상온에서 E=1.244V 이다. 열 병합 발전시 효율이 80% 이상으로 높으며 수소를 얻기 위한 개질이 불필요하고 다양한 크기의 발전 시스템을 구성할 수 있다는 장점이 있으나, 작동온도가 높고, 열충격에 약하다는 단점이 있다. I=0에서 전류가 흐르게 해줄수록 potential drop이 발생하게 되는데, 이 drop이 평형을 깨주기 위한 overpotential을 뜻 하고, overpotential을 포함한 전극 저항을 줄여야 효율이 높아진다.
