Question 1

양이온 교환막 연료 전지는 어떻게 전기를 생성합니까?

Accepted Answer

PEM 연료 전지는 산화환원 반응을 사용하여 화학 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 수소 가스는 양극에서 산화되어 양성자와 전자를 생성합니다. 양성자는 양성자 교환막을 통해 음극으로 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 전류를 제공합니다. 음극에서 산소는 양성자와 전자와 반응하여 폐기물로 수분을 형성합니다.

Question 2

수소 생산을 위한 메탄 개질보다 수의 전기분해가 더 깨끗한 방법으로 간주되는 이유는 무엇인가요?

Accepted Answer

전기분해는 전류를 사용하여 물을 수소와 산소로 분리시켜 오염 가스가 없는 깨끗한 수소를 생산합니다. 반면에 메탄 개질은 에너지 집약적이며 화석 연료에 의존하며, 기후 변화에 기여하고 연료 전지를 중독시키는 상당한 폐기 가스를 생성합니다. 전기분해는 태양 에너지 또는 풍력 에너지와 같은 재생 가능한 에너지원으로 구동될 수 있어 셀룰로오스 물질에서 에탄올을 생산하는 바이오연료 및 기타 청정 에너지 애플리케이션에 대한 지속 가능한 대안이 될 수 있습니다.

Question 3

물 전기 분해 중 수소와 산소의 화학량론적 관계는 무엇인가요?

Accepted Answer

수전해는 균형 화학 방정식에 따라 산소 분자의 두 배인 수소 분자를 생성합니다. 이 2:1 비율은 각 H2O가 두 개의 수소 원자와 하나의 산소 원자를 포함하는 물 분자의 구성을 반영합니다. 생성된 수소 가스는 연료전지의 연료로 사용하기 위해 수집 및 저장될 수 있습니다.

Question 4

연료 전지는 에너지 저장 및 작동 측면에서 배터리와 어떻게 다릅니까?

Accepted Answer

연료 전지는 에너지를 저장할 수 없으며 전기를 생산하기 위해 지속적인 연료 공급이 필요하므로 배터리보다는 자동차 엔진과 더 유사합니다. 배터리는 내부적으로 화학 에너지를 저장하는 반면, 연료 전지는 지속적인 수소 연료 공급에 의존합니다. 이 근본적인 차이는 연료 전지가 지속적인 작동을 위해 상당한 양의 수소를 필요로 한다는 것을 의미하며, 이는 저장된 에너지를 제공하는 배터리와는 다릅니다.

Question 5

연료 전지 작동에서 양이온 교환막은 어떤 역할을 하나요?

Accepted Answer

양성자 교환막은 선택적으로 투과성이 있어, 양전하를 띤 양성자가 애노드에서 캐소드로 이동할 수 있게 하면서 음전하를 띤 전자를 차단합니다. 이러한 분리는 전자가 외부 회로를 통해 이동하도록 하여 전류를 생성합니다. 이 막은 이온 수송을 조절하고 연료 전지가 유용한 전력을 생산할 수 있도록 하는 데 필수적입니다.

Question 6

양성자 교환막 연료전지의 새로운 대체품은 무엇인가요?

Accepted Answer

고체 산화물 연료 전지(SOFC)는 투과성 막을 고체 산화물로 대체하고 고온에서 작동합니다. 미생물 연료 전지는 박테리아와 바이오필름으로부터 전류를 얻으며, 폐수 처리에 잠재적 응용 가능성을 제공합니다. 두 기술 모두 오염 가스 문제에 직면하고 있지만, 전극 중독 및 세포외 전자 전달에 대한 연구는 이러한 청정 에너지 솔루션을 지속적으로 발전시키고 있습니다.

Question 7

수소 생산을 위한 전기분해 과정에 어떤 재생 가능 에너지원을 사용할 수 있나요?

Accepted Answer

태양광 패널과 풍력 터빈은 수전해에 필요한 전기 에너지를 제공할 수 있습니다. 실험실 규모에서 작은 태양광 패널이나 벤치 규모의 풍력 터빈은 물을 분리하기에 충분한 전류를 생성합니다. 이러한 재생 가능 에너지 원은 화석 연료에 대한 의존성을 제거하고 수소 생산을 지속 가능하게 만들지만, 대규모 응용을 위해서는 더 높은 에너지 밀도의 소스가 필요합니다.

양성자 교환막 연료 전지 - 평가 퀴즈