이온 교환막을 이용한 열전 발전에 대한 실험적 연구
Experimental study on thermoelectric power generation using ion exchange polymer membranes
- 주제(키워드) Thermoelectric , ion exchange membrane , power generation , Seebeck coefficient , Thermal membrane potential
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 김현정, 김동권, 유재석
- 발행년도 2016
- 학위수여년월 2016. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000023361
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
현재 우리 사회는 석유나 석탄 등의 화석연료를 주요 에너지원으로 이용하고 있으며 화석연료의 연소로 인한 대기 중 이산화탄소의 농도가 가파르게 증가하고 있다. 이에 따라 대체에너지에 대한 필요성이 대두되고 있으며 이 중에서도 해수의 온도 차이를 이용한 발전은 에너지 규모 및 안정성이 확보되어 있는 에너지원으로 인식되고 있다. 해수의 온도 차이를 이용한 대표적인 발전 방식에는 열전소자를 이용한 방식과 작동유체를 이용한 closed cycle 방식이 있다. 이와 같은 방식들은 설비가 복잡하고 가격이 비싸다는 단점이 있다. 또한 열에너지를 전기에너지로 직접 변환하기 어렵기 때문에 효율이 낮다. 이러한 단점을 보완하고자 최근에는 이온교환막을 이용한 발전 시스템이 주목을 받고 있다. 이온교환막을 이용한 발전 시스템은 비교적 가격이 저렴하고 효율이 높다는 연구 결과가 있지만 발전 성능에 관한 연구는 미비한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 해수의 온도 차이로 구동하며 이온교환막을 이용한 유체 기반의 열전 발전 시스템의 해수의 농도 및 온도 차이에 따른 발전 성능을 실험적으로 측정하였다.
more목차
1. 서 론 ……………………………… 1
1.1 연구배경 / 연구 목적 ……………………………… 1
1.2 연구동향 ……………………………… 4
1.3 이온교환막을 이용한 발전 ……………………………… 5
1.4 이온교환막을 이용한 열전 발전시스템 구성 ……………………………… 6
2. 본 론 ……………………………… 7
2.1 Ag/AgCl mesh 전극 제작 ……………………………… 7
2.2 실험 장치 ……………………………… 9
2.2.1 아크릴 Reservoir ……………………………… 9
2.2.2 폴리머 이온교환막 ……………………………… 16
2.2.3 항온 수조 ……………………………… 17
2.3 실험 방법 ……………………………… 19
2.4 실험 결과 ……………………………… 21
2.4.1 NaCl 0.001mol/L ……………………………… 21
2.4.2 NaCl 0.01mol/L ……………………………… 32
2.4.3 NaCl 0.1mol/L ……………………………… 43
2.4.4 NaCl 0.5mol/L ……………………………… 54
2.4.5 두 용액의 온도 차이에 따른 막기전력, 저항, 발전밀도 ……………………………… 65
3. 결 론 ……………………………… 68
참고문헌 ……………………………… 70
ABSTRACT ……………………………… 72
