고 있다. 현재 우리나라에서는 태양광, 태양열, 지열, 풍력 등을 비롯한 8가지의 재생에너지와 수소, 연료전지, 석탄가스화액화 등 3가지 신에너지를 신재생에너지로 분류하고 있다. 이 중에서도 가장 현실적 대안이 되고 있는 것은 수소 연료를 기반으로 하는 연료전지임에는 많은 사람들이 동의하고 있다.
현재까지 우리나라에 보급된 대부분의 연료전지는 용융탄산염 연료전지 (MCFC)를 활용하는 발전용 분야에 국한되어 왔다고 해도 과언이 아니다. 하지만 최근에는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)를 기반으로 하는 건물용 연료전지의 보급량이 상당히 늘어났고, 수소연료전지 자동차의 상용화 시점도 거의 눈앞에 다가와 있는 실정이다.
고분자 전해질 연료전지(PEMFC)는 여러 가지 연료전지 중 연료전지의 기본 원리에 가장 충실한 것으로서, 구성 부품이 간단할 뿐 아니라 비교적 쉽게 제작하고 실험해 볼 수 있지만, 학부생의 눈높이에 맞춰 발간된 실험 교재는 거의 없는 현실이다. 따라서 본 교재에서는 대학교 학부생들이 이해하고, 학부 실험시간에 직접 실습할 수 있을 정도의 수준에서 고분자 전해질 연료전지의 구성 요소에 대한 제작과 평가, 그리고 단위전지의 구동 방법에 대해 소개하고자 한다.
PART 1 촉매의 제조 및 성능 평가
실험 1 촉매의 제조 11
1. 실험목적 11
2. 개요 11
3. 실험기구 및 시약 14
4. 실험방법 14
5. 실험결과 및 계산 18
실험 2 촉매의 표면적 측정 21
1. 실험목적 21
2. 개요 21
3. 실험기구 및 시약 24
4. 실험방법 25
5. 실험결과 및 계산 28
실험 3 촉매의 산소 환원반응 활성 평가 31
1. 실험목적 31
2. 개요 31
3. 실험기구 및 시약 38
4. 실험방법 39
5. 실험결과 및 계산 42
실험 4 촉매의 메탄올 산화반응 활성 평가 46
1. 실험목적 46
2. 개요 46
3. 실험기구 및 시약 49
4. 실험방법 49
5. 실험결과 및 계산 51
PART 2 고분자 전해질 막의 제조 및 물성 평가
실험 5 고분자 전해질 막의 합성 57
1. 실험목적 57
2. 개요 57
3. 실험기구 및 시약 60
4. 실험방법 60
5. 실험결과 및 계산 62
실험 6 고분자 전해질 막의 치수변화와 함수율 측정 65
1. 실험목적 65
2. 개요 65
3. 실험기구 및 시약 67
4. 실험방법 67
5. 실험결과 및 계산 69
실험 7 고분자 전해질 막의 이온 전도도 측정 72
1. 실험목적 72
2. 개요 72
3. 실험기구 및 시약 74
4. 실험방법 75
5. 실험결과 및 계산 78
실험 8 고분자 전해질 막의 이온교환용량 측정 81
1. 실험목적 81
2. 개요 81
3. 실험기구 및 시약 83
4. 실험방법 84
5. 실험결과 및 계산 85
실험 9 고분자 전해질 막의 메탄올 투과도 측정 88
1. 실험목적 88
2. 개요 88
3. 실험기구 및 시약 91
4. 실험방법 91
5. 실험결과 및 계산 93
PART 3 연료전지 성능 평가
실험 10 고분자 전해질 연료전지의 성능 평가 99
1. 실험목적 99
2. 개요 99
3. 실험기구 및 시약 103
4. 실험방법 103
5. 실험결과 및 계산 108
실험 11 직접 메탄올 연료전지의 성능 평가 113
1. 실험목적 113
2. 개요 113
3. 실험기구 및 시약 115
4. 실험방법 116
5. 실험결과 및 계산 118
실험 12 직접 메탄올 연료전지의 메탄올 크로스오버 측정 122
1. 실험목적 122
2. 개요 122
3. 실험기구 및 시약 126
4. 실험방법 126
5. 실험결과 및 계산 127
실험 13 직접 메탄올 연료전지의 일산화탄소 산화반응 측정 130
1. 실험목적 130
2. 개요 130
3. 실험기구 및 시약 135
4. 실험방법 135
5. 실험결과 및 계산 137
PART 4 에너지 저장 장치 성능 평가
실험 14 일체형 재생 연료전지의 성능 평가 143
1. 실험목적 143
2. 개요 143
3. 실험기구 및 시약 146
4. 실험방법 147
5. 실험결과 및 계산 149
실험 15 레독스 흐름전지의 성능 평가 152
1. 실험목적 152
2. 개요 152
3. 실험기구 및 시약 154
4. 실험방법 154
5. 실험결과 및 계산 156
참고문헌 159
