수소연료전지 발전 시스템 메뉴얼 다운로드
■ 수소연료전지 작동 원리 및 기술적 과정
◐양극 챔버에 전해수 공급
* 전해수는 전기 저항이 1MΩ/㎝를 초과하고, 이를 위해 전자 및 분석 산업에서 물이 탈이온화 되고 재증류되었어야 한다.
◐ 전해수는 전해조에서의 양 극에서 즉시 분해된다.
* 2H2O = 4H+ + 2O-2
◐분해 된 산소 음이온 (O-2)은 산소(O2)를 형성하기 위해 전자를 방출하고 전자를 방출한 산소는 물탱크로 방출된다.
* 물은 순환적으로 사용될수 있으며 산소는 물탱크 상단 덮개의 작은 구멍으로 방출된다.
◐ 분해 된 수소는 아쿠아 이온(H+·XH2O)형태로 SPE 이온막을 통한 전기장력의 작용에 따르는 수소 양자는 수소를 형성하는 전자를 흡수하기 위해 음극에 도달한 다음, 음극 챔버에서 제거할 전해조에서 대부분의 물을 가져오는 가스/물 분리기로 방출된다.
◐ 방출된 수소(H+)는 완벽히 습기를 제거하기 위해 건조기를 세번 거추어 수소연료전지로 이동하게 되고 수소연료전지에서 전기를 생성하게 된다.
■ 전기적 제어
◐ 전체적인 전기 시스템은 4개 부분으로 구성되어 있다.
* 전해용 전원 시스템, 메인 제어장치, 메인 제어장치, 보조 제어장치 및 디스플레이 패널
◐과압 경고
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발생기 작동 중에 심하게 흔들리거나 부품 어딘가 고장이 생길시에 출력 압력을 통제할 수 없고 압력이 0.42 MPa로 상승하게 되면, 과압 보호 인식을 위해 발생기는 간격을 두고 네 차례 ‘삐’ 소리를 내며 전해용 전원 장치를 자동으로 차단하고 전해를 중지한다
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이때, 경고등(적색)이 켜지고 수소 출력은 0을 나타낸다
◐ 수위 경고
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발생기 작동 중에 물탱크 내 수위가 최소 한계로 떨어지거나 0 출력 압력 하에서 발생기의 장시간 작동으로 인해 가스/물 분리기 내 물고임이 최대 한계로 상승하면 대략 6초 마다 한번씩 ‘삐’ 소리를 내고 전해를 중지한다.
■ 기술적 파라미터
■ 물 전기분해 및 수소연료전지 기초 원리
■ 수소연료전지
■ 수소연료전지 실험장치의 구성
▒ 제어판
◐ 토글스위치를 on/off 하여 제어가 가능하도록 구성되어 있습니다.
◐ 디지털 계기를 통해 각 부의 전압 전류 및 수소 발생량을 확인 할 수 있습니다.
▒ 수소 연료전지 실험장치 부품 배치도
◌ 전해조 ◌
◐ 전해조의 양극 챔버에 전해수를 담은 후 전해수는 양극에서 즉시 분해 됩니다.
* 2H2O = 4H+ + 2O-2
◐ 전해조의 각부 명칭
- hydrogen outlet : 수소 배출구
-water outlet : 물 배출구
- oxygen/water outlet: 산소/물 배출구
- water inlet : 전해수 투입 포트
- anode plate : 양극판
- cathod plate : 음극판
◌ 수소 연료 전지 ◌
◐ 제습된 수소는 수소 연료 전지로 이동하여 전자의 이동으로 인하여 전기를 발생 시킵니다.
◐ 대기의 산소를 이용하여 화학 반응을 합니다.
◐ 화학반응으로 인한 H2O (물)은 미스트 형식으로 대기로 배출됩니다.
◌ 물탱크 ◌
◐ 수소를 발생시키기 위한 증류수 저장 수조입니다.
◐ 전해수는 전기 저항이 1MΩ/㎝를 초과하고, 이를 위해 전자 및 분석 산업에서 물이 탈이온화 되고 재증류되었어야 한다.
◐ oxygen Outlet : 산소 배출구
◐ water Outlet : 물 배출구
◌ 가스/물 분리기 ◌
◐ 가스/물 분리기 내 응축수가 일정한 양으로 누적되면, 안에 내장되어있는 플로트가 상승하여 물이 가스배관을 통해 못나가게 하고 가스만 배출할수 있게 도와준다.
* Hydrogen outlet : 수소 배출구
* Electrode : 전극
* Red Sealing Pad : 빨간 씰링 패드
* Centrum : 중심 깔대기
* Water Return Joint : 물 변환 조인트
* H2/Water Inlet : 수소/물 주입구
* Hole : 중심 깔대기 구멍
* Plexiglass Tabletting : 플렉싱 유리 태블릿
* Outer cover : 외피
* Float : 부유물
◌ 부하부 ◌
◐ 수소연료전지로부터 생성된 전력을 이용하여 각각 DC램프를 점등 할 수 있습니다.
▒ 물과 수소의 이송 경로를 나타낸 예시도
■ 소개 동영상
◐ 전기분해 이용 수소연료전지 실험장비 소개 동영상