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제안 방법
- 역전압 cycle 실험을 수행하였다. 0 V, -0.3 V, -0.6 V의 역전압에서 5 cycle 마다 성능을 측정하고 성능이 감소된 경우에는 활성화를 통하여 성능 회복의 가능성을 알아보았으며 impe -dance와 cycle voltammetry를 사용하여 cell을 분석하였다.
- 2개의 cell로 구성된 stack을 사용하여 수소 양론 비로 역전압 실험을 수행하였다. Fig.
- 3 cell stack을 사용한 경우에는 정상 상태에 서운 전후 설정된 역전압에 도달하게 하는 반복 과정으로 역전압 cycle 실험을 수행하였다. 0 V, -0.
- 3개의 cell로 구성된 stack에서는 공급 기체의 양론 비를 0.01 간격으로 보다 세밀하게 조절하면서 starvation 성능 변화를 관찰하는 실험을 수행하였다.
- 5로 공급하였고, 공기측은 compressor를 사용하여 양론비 2로 공급하였으며, 생성 전력량에 따라 공급 유체의 양을 변화시키는 flow tracking logic 을 사용하였다. Stack 냉각수 inlet 부분과 outlet 부분에 온도, 압력, 전도도 센서를 부착하였으며 LabVIEW 언어를 사용한 자동제어 조직을 제작하여 1초당 혹은 0.5초당 측정된 data가 Excel 파일에 저장되도록 하였다. 운전 중에 외부가습 장비인 humidifiere 물의 수위가 변하여 가습량이 달라질 수 있다.
- 공급 기체가 부족한 경우에 성능 변화를 관찰하는 실험을 수행하였다. 냉각수를 사용하여 cell 의 온도를 65 ℃로 일정하게 유지하였고 성능이 저하되어 설정 전압에 도달하면 시스템이 자동으로 정지되는 제어 logic을 자체 제작하여 연료 전지가 안전하게 운전되도록 하였다.
- 1 간격으로 감소시켰다. 공급 기체의 상대습도는 양측 100%인 경우와 양측 50%인 조건에서 실험을 수행하여 성능이 급격하게 변화하는 양론 비를 찾았고, 공급 기체가 부족한 경우에 상대습도의 영향을 관찰하였다.
- 실험을 수행하였다. 냉각수를 사용하여 cell 의 온도를 65 ℃로 일정하게 유지하였고 성능이 저하되어 설정 전압에 도달하면 시스템이 자동으로 정지되는 제어 logic을 자체 제작하여 연료 전지가 안전하게 운전되도록 하였다.
- 본 연구실에서는 대용량 load로 480 A까지 연료전지 운전이 가능하고, 냉각수로 cell의 온도를 제어 하며, compact field point를 이용하여 연료전지를 자동으로 제어하는 시스템을 Fig. 1과 같이 구성하였다. 정상 상태에서 운전압력은 상압이고, 수소측은 일반 공업용 수소를 사용하여 양론비 1.
- 본 연구에서는 연료와 공기가 부족한 경우에 연료전지의 성능 변화를 관찰하는 방법으로서 공급 기체의 양론비를 0.01의 미세한 간격으로 조절하면서 역전압 후 성능을 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
- 01 씩 감소시켰다. 설정된 역전압에 도달하면 open circuit voltage 상태로 1분간 유지되도록 반복하는 역전압 cycle 실험을 수행하였고 그 결과를 Fig. 7에 나타내었다. 수소측 양론 비가 1.
- 7에 나타내었다. 수소측 양론 비가 1.0에 근접할 경우에 전압이 급격히 저하되었고 0 V, -0.3 V, -0.6 V의 역전압에서 각각 5 cycle 후에 polarization curve로 성능 변화를 관찰하였다. Fig.
- 운전 중에 외부가습 장비인 humidifiere 물의 수위가 변하여 가습량이 달라질 수 있다. 실험 오차를 줄이는 방법으로 수위조절 센서를 부착하여 운전 중에도 일정한 수위를 유지할 수 있도록 하였다.
- 연료 부족에 의하여 성능 변화가 나타나는 양론 비를 사용하여 역전압을 발생시켰다. 2 cell stack을 사용한 경우에는 전체 전압을 -0.
- 1과 같이 구성하였다. 정상 상태에서 운전압력은 상압이고, 수소측은 일반 공업용 수소를 사용하여 양론비 1.5로 공급하였고, 공기측은 compressor를 사용하여 양론비 2로 공급하였으며, 생성 전력량에 따라 공급 유체의 양을 변화시키는 flow tracking logic 을 사용하였다. Stack 냉각수 inlet 부분과 outlet 부분에 온도, 압력, 전도도 센서를 부착하였으며 LabVIEW 언어를 사용한 자동제어 조직을 제작하여 1초당 혹은 0.
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