연료전지와 태양전지

좀더 자세히 원리를 살펴보면, 각 전극에서 일어나는 반응식과 총 반응식은 다음과 같다. Anode : H2(g) → 2H+ + 2e- (1) Cathode : 1/2O2(g) + 2H+ + 2e- → H2O(ℓ) (2) 총반응식 : H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(ℓ) 하나의 화학반응에서 얻어지는 최대 에너지는 Gibbs 자유에너지 변화 ΔG와 관계가 있다. ΔG〓ΔH - TΔS Gibbs-Helmholtz Eq. (1) 여기에서 ΔH : 반응 Enthalpy 변화, ΔS : 반응 Entropy 변화, T : 절대온도(K)이다. 25℃의 온도와 1atm의 가스압력에서 수소와 산소가 반응할 때의 Gibbs 자유에너지 변화 ΔG。298은 다음과 같다. H2(g) + 1/2O2(g) → H2O(ℓ) ΔG。298〓-237.19 kJ/mol 여기에서 ΔG。298가 음의 값을 나타내는 것은 시스템으로부터 에너지를 방출하는 것을 의미한다. 수소가 연소되어 열을 얻는 것과 같이 수소의 에너지 함량(여기의 반응 Enthalpy는 연소 Enthalpy 또는 Heat value, Lower Heating Valve(LHV))이 연료전지의 전기에너지로 모두 전환되지는 않는다. n을 반응식당 교환되는 전자의 수라고 하면 아래의 식으로부터 평형상태에서의 Cell Potential을 얻을 수 있다. ΔG。〓-nFE0 E0 〓ΔG/(nF) (2) 여기에서 n〓2, F〓96487 C/mol(Faraday`s Constant)이고 E0〓1.229V이다. 이 Potential E0는 평형상태, 즉 전류가 흐르지 않는 상태에서의 standard reversible cell potential이다. 이 값은 표준상태에서 연료전지의 어떤 pote…
여기에서 n〓2, F〓96487 C/mol(Faraday`s …