패러데이 법칙 (Faraday's law of electromagnetic induction)

 

연료전지의 패러데이의 효율 및 에너지 효율

서론: 패러데이 법칙은 두가지가 있는데 제1법칙: 전해질용액을 전기분해할 때 전극에서 석출되는 물질의 질량은 그 전극을 통과한 전자의 몰수에 비례한다. 즉, 전류가 더 많이 흐를수록 시간이 지날수록 석출되는 물질의 질량은 많아진다.

 

제2법칙: 같은 전기량에 의해 석출되는 물질의 질량은 물질의 종류에 관계없이 각 물질의 화학 당량에 비례한다. 즉, 1그램당량의 물질량을 전기분해하여 석출하는 데 필요한 전기량은 물질의 종류에 관계없이 96,485.3383C으로 항상 일정하다.

 

제1법칙에 의해 석출되는 물질의 양은 전류와 시간의 곱에 비례한다. 그리고 공급되는 전자가 전해질 속의 이온을 원자가 되게 하여 석출되므로, 석출되는 물질의 질량은 원자량에 비례한다. 또한 원자가가 곧 이온 한 개가 원자로 될 때 필요한 전자개수이므로, 석출되는 물질의 질량은 원자가에 반비례한다. 연료전지의 패러데이 효율 및 에너지 호율을 알아보는 실험으로써 이를 통해 패러데이와 에너지의 효율을 구해볼 것이다.

본론:

1. 위 그림처럼 세팅을 한다.

2. 전해조와 연료전지 상의 가스튜브가 바르게 연결되었는지 확인한다. 부하모듈의 회전스위치가 “OPEN”이 되도록 맞춘다.

3. 증류수를 두 개의 전해조 가스 저장 실린더에 0ml 마크까지 채워야 한다. 전해조에 일정한 전류를 제공하기 위해 가열된 솔라모듈을 사용한다. (700mA와 900mA사이)

4. 발생된 가스로 5분동안 모든 장치들을 깨끗하게 청소한다. 그리고 3분동안 부하모듈의 회전스위치를 2옴으로 맞춘다. 현제 전류계 수치는 400mA이며 전압계는 0.75volts 여야만 한다. 부하모듈의 회전스위치를 “OPEN”으로 돌려 놓는다.

5. 연료전지의 가스방출부에 두 개의 짧은 튜브를 달기 위해 튜브클립을 사용한다.

6. 전해조의 수소부분이 60ml에 도달했을 때 솔라모듈과 전해조의 연결을 차단한다.

7. 튜브와 봉인으로 인해 누출이라는 것이 있으므로, 측정값은 첫 번째 실험된 것을 사용해야 한다. 수소 저장 실런더에서 3분동안 수소의 손실을 기록한다.(“OPEN” 상태)

8. 전해조를 솔라모듈에 다시 연결하고 수소저장실린더의 60ml 표시까지 채운다. 그리고 파워서플라이를 전해조에서 차단한다.

9. 저항을 0.3옴으로 맞춘다. 180초동안 연료전지에 의해 소비된 수소의 양을 기록한다. 그리고 연료전지의 전류와 전압을 측정한다. 180초 후에 스위치를 “OPEN”으로 돌려 놓는다.

10. 8과 9의 과정을 두 번씩 반복하시고 연료전지에 의해 소비된 수소의 총량의 평균수치를 계산한다. 측정 후에 스위치를 “OPEN”으로 돌리고 연료전지의 튜브에서 클립을 제거한다.

 

결과:

시간= 3분	수소누출량	3ml
	누출비율	1ml/min

 

측정된 수치:

R = 0.3옴	time= 180s	V1= 45ml	Vaverage= 47ml
	voltage= 6.675 V	V2= 48ml	Vcorr= 44ml
	current= 1.94 A	V3= 48ml

 

결론: 연료전지는 3분 동안 1.94amps의 전류를 공급하기 위해 수소 44ml를 소비시킵니다.

제1법칙:전해질용액을 전기분해할 때 전극에서 석출되는 물질의 질량은 그 전극을 통과한 전자의 몰수에 비례한다. 즉, 전류가 더 많이 흐를수록 시간이 지날수록 석출되는 물질의 질량은 많아진다.

 

제2법칙: 같은 전기량에 의해 석출되는 물질의 질량은 물질의 종류에 관계없이 각 물질의 화학 당량에 비례한다. 즉, 1그램당량의 물질량을 전기분해하여 석출하는 데 필요한 전기량은 물질의 종류에 관계없이 96,485.3383C으로 항상 일정하다.

 

제1법칙에 의해 석출되는 물질의 양은 전류와 시간의 곱에 비례한다. 그리고 공급되는 전자가 전해질 속의 이온을 원자가 되게 하여 석출되므로, 석출되는 물질의 질량은 원자량에 비례한다. 또한 원자가가 곧 이온 한 개가 원자로 될 때 필요한 전자개수이므로, 석출되는 물질의 질량은 원자가에 반비례한다.