수소연료전지에 대해 질문드립니다..
안녕하세요
위의 그림은 아래의 사이트에 있는 그림인데요
이 그림에서 두 가지 궁금한 점을 질문드릴까 합니다
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질문 1
수소가 산화되는 극(산화극)은 왜 양극이고
산소가 환원되는 극(환원극)은 왜 음극인지 궁금합니다
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질문 2
제가 알기로는 전류의 방향은 양극에서 음극이고
전자의 이동방항은 전류의 방향과 반대라고 알고 있습니다(음극에서 양극으로)
그런데 수소연료전지에서는 산화극(양극)에서 환원극(음극)으로 전자가 이동하면서
전류가 흐르게 됩니다
전자의 이동방향이 왜 양극에서 음극인지 궁금합니다
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궁금합니다.......!!!
안녕하세요.
질문1. 양극과 음극의 명칭
수소연료전지에서 수소가 산화되는 극을 양극(anode)이라 부르고, 산소가 환원되는 극을 음극(cathode)이라 부릅니다. 이는 전기화학에서 일반적으로 사용되는 용어입니다. 조금 풀어서 설명하면, 양극은 전기화학 반응에서 산화 반응이 일어나는 극을 말합니다. 산화 반응은 전자를 잃는 반응이므로, 이 극에서는 전자가 생성되어 외부 회로로 이동합니다. 음극은 환원 반응이 일어나는 극을 말하며, 환원 반응은 전자를 받는 반응입니다. 따라서 음극에서는 외부 회로에서 온 전자가 도착하여 화학물질과 반응합니다.
질문2. 전자의 이동 방향과 전류의 흐름
- 전자의 이동 방향과 전류의 흐름에 대한 질문은 전기화학의 기본적인 개념과 관련이 있습니다. 전자는 음의 전하를 가지고 있기 때문에, 전자의 이동 방향은 전기적으로 음극에서 양극으로 향합니다. 이는 전류의 방향, 즉 양전하의 흐름 방향과 반대입니다. 전기 회로에서는 전류가 양극에서 음극으로 흐르는 것으로 간주합니다.
- 수소연료전지에서는 음극(산화극)에서 수소가 산화되면서 전자를 잃습니다. 이 전자들이 외부 회로를 통해 음극으로 이동합니다. 음극(환원극)에서는 이 전자들이 도착하여 산소와 반응하면서 물을 생성합니다. 이 과정에서 전자는 양극에서 발생하여 음극으로 이동하고, 이는 전류의 방향ㅡ양전하의 흐름ㅡ과 반대입니다.
이러한 원리와 메커니즘은 전기화학 및 전기회로의 기본 이론에 잘 부합하며, 다양한 전기화학 서적과 논문에서 설명하고 있습니다. 더 심도있는 내용을 확인하고 싶으시다면 Electrochemical Methods: Fundamental and Applications (by Allen J. Bard and Larry R. Faulkner)와 같은 문헌을 추천드립니다.