강의노트 Acid Electrolyte 연료전지

Acid Electrolyte 연료전지

Acid 전해물 연료전지의 양극에서 수소 가스가 이온화되면서 다음 식과 같이 전자를 방출하고 이온(또는 양자)을 발생한다. 이 반응은 에너지를 방출한다.

$$\tag{1} 2H_{2}\to 4H^{+}+ 4 e^{-}$$

음극에서는 산소는 전극으로부터 받은 전자와 전해물로부터 받은 $H^{+}$이온과 반응을 하여 물이 생성된다.

$$\tag{2} O_{2}+ 4 e^{-}+ 4H^{+}= 2H_{2}O$$

위와 같이 두 반응은 연속적으로 진행됨에 따라양극에서 발생한 전자는 전기 회로를 거쳐 캐소드로 이동하여야 한다. 또한 acid는 자유 $H^{+}$이온을 가지는 액체이므로 $H^{+}$이온은 전해물을 문제없이 통과할 수 있다. 식$(1)$과 $(2)$를 비교하면 만약 시스템이 균형을 맞추기 위한다면 각 산소 분자에 2개의 수소 분자가 필요하다.

그림을 보면 전해물은 오직 $H^{+}$이온만을 통과하는 것을 허용하고 전자는 허용하지 않으므로 전해물로 통과하는 전자는 모두 소멸된다.