■ 물의 전기분해와 연료전지의 양방의 기능을 갖은 리버시블 타입의 전지입니다.

■ 물의 전기분해전지로 사용하는 경우는 고체고분자막을 사용하고, 순수(정제수)를 전기분해해서 수소와 산소를 생성합니다.

■ 연료전지로 사용하는 경우는 전지의 수소극측과 산소극측에는 튜브접속구가 있어, 발전에필요한 수소와 튜브를 사용해 공급합니다.

■ 분해, 재조립은 자재해 주세요.

 

전극면전 : 6.25㎠(25×25㎜)

연료전지출력 : DC 0.6V/300m W

물의전기분해 : 수소발생량 : 10ml/min, 전원 : DC 3V

대응튜브 : 내경 Ø2㎜

크기 : 53×25×6㎜(공기포함)

부속 : 실리콘튜브 30㎝, 1m 각1개, 주사기, 리드선(적/흑) 1조

 

사양 : 고성능 PEM 전해조 연료 전지

- 치수 (너비 x 높이 x 깊이): 54mm x 54mm x 17mm

- 총 중량: 69.7 그램

- 색상: 파랑

전해조 기능: 전류(태양열 또는 직류 전원)가 흐르면, 전해조는 물로부터 수소와 산소를 생성합니다.

- 입력 전압: 1.8V ~ 3V (D.C)

- 입력 전류: 0.7A

- 수소 생성 속도: 1A에서 분 당 7ml

-산소 생성 속도: 1A에서 분 당 3.5ml

구성품:· PEM 전해조 연료 전지, 튜브, 핀, 2 x 바나나 케이블/연결 리드, 주사기

필요한 물품: 전지 또는 태양열 판, 물 , 물/가스 용기

 

PEM 전해조 – 사용 설명서

전해조의 준비와 태양열/전지를 동력으로 하는 수소 생성

1. 전해조를 평평한 표면 위에 올려 놓습니다. 2 x 4cm 길이로 고무 튜브를 자르

고 검정색 핀을 튜브의 끝까지 닿도록 끼워 넣습니다. 검정색 핀을 꽂은 튜브를

(검은 단자가 있는) 수소 면의 위쪽 핀에 둡니다. 다른 튜브를 산소 면의 위쪽 입

력 노즐 위에 단단히 고정시킵니다.

 

2. 주사기를 물로 채웁니다. 전해조의 붉은 (산소) 면 위의 뚜껑을 벗긴 튜브에

주사기를 연결합니다. 물이 튜브 밖으로 흘러나올 때까지 전해조를 채웁니다.

전해조 산소 면의 짧은 튜브에 붉은 마개를 끼웁니다. 3분 간 안정시킵니다.

 

3. 바깥쪽 물/가스 용기를 평평한 표면에 놓습니다. “0” 선까지 증류수를 채워 넣습니다.

 

4. 틈이 안쪽 플라스틱 테두리에 의해 막히지 않도록 하면서, 안쪽 용기를 바깥쪽 원통형 용기 안에 놓습니다. 물의 수위가 계속해서 “0” 선에 머물러 있는지 확인합니다. 만약 그렇지 않다면, 주사기를 물을 약간 덜어내어 수위가 “0” 선에 오도록 합니다. 20cm 길이의 튜브 두 개를 잘라냅니다.

 

5. 두개의 튜브를 안쪽 용기의 위쪽 노즐에 연결합니다. 튜브가 안쪽 원통형 용기에 마지막으로 연결되면 안쪽 용기에 갇혀있는 공기가 없을 것입니다.

 

6. 튜브 중 하나의 다른 쪽 끝을 전해조의 검은색 수소 면의 아래쪽 끝부분에 연결합니다. 다른 튜브의 끝을 전해조의 빨간색 산소 면의 아래쪽 끝부분에 연결합니다.

 

7. 케이블을 사용해서 전해조를 태양열 판에 연결한 뒤, 직사광선에 노출시킵니다. AA 전지 두 개를 사용하여 전해조에 연결시킬 수도 있습니다.(중요: 연결이 올바른지 확인하십시오. 그렇지 않으면 영구적인 손상이 발생할 수 있습니다.)

 

8. 태양열 판이 충분히 강한 햇빛을 받을 수 있도록 설치되었거나 전지의 스위치가 켜지면, 이 시스템은 각각의 원통형 용기에 산소와 수소를 생성해내기 시작합니다. 수소 원통형 용기의 표면에 공기 방울이 생기기 시작하면, 그 순환 사이클이 완료된 것입니다.

전해조에서 태양열 판이나 전지를 제거합니다.반복적인 가스 생성을 위한 과정: 전해조의 노즐에 연결된 튜브에서 작은 마개를 뽑습니다. 이는 물이 안쪽 원통형 용기로 들어가서 가스를 대체하도록 해주고, 수위를 “0”선에 오도록 재설정합니다. 마개를 다시 튜브에 꽂고 전기 분해를 다시 반복합니다.

 

*PEM 전해조와 PEM 연료 전지에 포함된 부착된 금 리드는 악어 입 모양 집게 형 리드/케이블을 사용하는 태양열 판이나 작은 풍력발전용 터빈 같은 다른 장치가 부착되었을 때 연료 전지의 빨간색/검정색 단자에 삽입될 수 있습니다. 이는 또한 PEM 연료 전지에 다양한 부하를 거는 데에도 사용될 수 있습니다. 우리는 그 대신에 Horizon(호라이존) 태양열 판과 교육용 풍력 발전 터빈에 연결되기 위해 설계된 PEM 전해조와 연료 전지 각각에 대해 한 세트의 빨간색/검은색 2mm 바나나 마개 리드/케이블을 제공하고 있습니다.

 

중요 : PEM 전해조 연료 전지를 “지퍼락 봉지”같은 밀폐된 비닐 봉지 내부에 두기를 권장합니다. 이는 키트를 사용하지 않을 때, 이 키트를 보호해 줄 것입니다.· PEM 전해조 연료 전지의 양극과 음극은 전원에 올바르게 연결되어야 합니다. 그렇지 않으면 손상이 발생할 수 있습니다.· PEM 전해조 연료 전지 안의 막은 수화되었을 때에만 사용해야 합니다. 물을 전해조의 양극 (산소) 쪽으로만 주입하고, 3분 간 담가 놓습니다. 막이 건조한 상태일 때 태양열 판이나 전원에 연결되면, 막이 손상될 수 있습니다.· 3W 태양열 판과 1A 전류 또는 1.5V짜리 새 AA 알칼리 전지 두 개를 전원으로 사용하기를 권장합니다.

 

연료전지는 어떻게 작동할까?

연료전지란?

수소나 천연가스같은 연료의 화학적에너지를 열에너지나 기계적에너지, 전기에

너지로 전환시킨 후 고효율의 청정에너지로 변환 시킨 것이다. 연료전지는 수소

와 산소가 가진 화학적 에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 전기화학적 장

치로서 수소와 산소를 양극과 음극에 공급해 연속적으로 전기를 생산하는 새로

운 발전 기술을 총칭하는 용어다.

연료전지의 일반적인 특징은, 연료가 전기화학적으로 반응하여 전기를 생산하

는 과정에서 열도 발생하므로, 총효율을 80%이상으로 높이는 고효율 발전이 가

능하며, 기존의 화력발전에 비해 효율이 높으며,연료전지는 작동온도와 주연료

의 형태에 따라 알카리형(AFC), 인산염형(PAGC), 용융 탄산염형(MCFC), 고체

전해질형(SOFC), 고분자 전해질형(PEMFC), 고압기체 수소저장형 등으로 구분

된다.

연료극 : H2 = (2H+) + (2e-)

공기극 : 1/2O2 + (2H+) + (2e-) = H2O

전체반응 : H2 + 1/2O2 = H2O

연료전지는 간단히 세 부분으로 나눌 수 있다. 수소가 들어가는 양극판과 공기

가 들어가는 음극판, 그리고 그 두 판 사이를 채우는 전해질이다. 재료만 다를

뿐 보통의 전지구조와 흡사하다.

양극에선 수소가 이온화되며 전자를 내놓는다.

이 전자는 중간의 전해질을 통해 음극으로 이동하고 그곳에서 공기와 반응해 물

을 만든다. 전자가 이동하는 과정에서 우리가 얻고자 하는 전기에너지가 발생한

다. 수소와 공기가 반응해 물이 생성되는 이 반응은 발열반응이어서 열과 물을

'덤'으로 얻을 수 있다. 우주선에선 수소연료전지를 이용해 전기에너지뿐 아니

라 식수와 온수를 얻기도 한다.

연료전지는 연료와 산출물이 모두 친환경적이라는데 가장 큰 이점이 있다.

하지만 자연환경에 수소가 그 자체로 존재하진 않기 때문에 수수한 수소분자를

얻기위해 수소화합물을 이용한다. 현재는 탄소와 수소의 화합물인 화석연료를

분해해 수소를 생산하고 있다.

이 때문에 지금의 연료전지는 100% 친환경적이라고 말할 순 없다. 그러나 수소

를 물에서 끌어내는 기술이 연구되고 있고 그렇게 되면 화석연료를 통하지 않고

도 수소를 무한대로 얻을 수 있다.

연료전지의 또 다른 장점은 효율이 높다는 것이다. 화석연료를 태워 물을 끊이

고 그 수중기를 이용해 터빈을 돌려 전기를 생산하는 지금의 방식은 화학에너지

가 열에너지. 운동에너지를 거쳐 전기에너지로 변화되므로 에너지 효율이 낮은

데 비해 연료전지는 단 한번의 반응식으로 전기가 생산되기 때문에 고효율이라

는 장점이 있다. 우리가 실제 사용하는 연료전지는 양극, 음극, 전해질로 구성된

하나의 단위전지가 여러 개 겹쳐진 적충구조를 이루고 있다. 전류는 단위전지

면적에 따라 전압은 쌓아올려진 단위전지 개수에 따라 조절되므로 연료전지는

전력을 자유자재로 결정할 수 있다는 장점도 있다.

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