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NTIS 바로가기한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.24 no.4, 2013년, pp.311 - 319
박지연 (현대자동차 연구개발본부 연료전지개발1팀) , 임세준 (현대자동차 연구개발본부 연료전지개발1팀) , 한국일 (현대자동차 연구개발본부 연료전지개발1팀) , 홍보기 (현대자동차 연구개발본부 연료전지개발1팀)
A clear understanding on cell voltage-reversal behavior due to local hydrogen starvation in a stack is of paramount importance to operate the fuel cell vehicle (FCV) stably since it affects significantly the cell performance and durability. In the present study, a novel experimental method to simula...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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연료전지 셀 성능 및 내구성에 악영향을 미치는 요인은? | 이러한 연료전지 내 물 범람, 동절기의 얼음 생성 또는 반응 기체(Reactant Gas) 공급 장치 이상 등의 다양한 원인들에 의해 PEMFC에 사용되는 반응 기체들인 애노드의 수소 및 캐소드의 산소 또는 공기의 공급 부족 문제가 모두 발생할 수 있는데, 이 중 특히 애노드의 수소 연료 부족(Hydrogen Fuel Starvation)이 연료전지 셀 성능 및 내구성에 매우 치명적인 악영향을 미치는 것으로 알려져 있다2~6). | |
고분자 전해질막 연료전지가 자동차에서 정상적으로 작동하기 위한 조건은? | 일반적으로 자동차용 연료전지로는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)가 적용되고 있는데, 이 고분자 전해질 막연료전지가 자동차의 다양한 운전조건에서 최소 수십 kW 이상 높은 출력 성능을 정상적으로 발현하려면, 넓은 전류 밀도 범위에서 안정적으로 작동 가능 해야 한다1). 연료전지의 전기 생성을 위한 반응을 보면, 연료전지의 산화극인 애노드(Anode)에 공급된 수소가 수소 이온(Proton)과 전자로 분리된 후, 수소 이온은 고분자 전해질막을 통해 환원극인 캐소드 (Cathode) 쪽으로 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 캐소드로 이동하게 되고, 캐소드에서 산소 분자, 수소 이온 및 전자가 함께 반응하여 전기와 열을 생성함과 동시에 반응 부산물로서 물을 생성하게 된다. | |
PEMFC의 전기 생성 과정을 개괄적으로 서술하시오 | 일반적으로 자동차용 연료전지로는 고분자 전해질막 연료전지(PEMFC: Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)가 적용되고 있는데, 이 고분자 전해질 막연료전지가 자동차의 다양한 운전조건에서 최소 수십 kW 이상 높은 출력 성능을 정상적으로 발현하려면, 넓은 전류 밀도 범위에서 안정적으로 작동 가능 해야 한다1). 연료전지의 전기 생성을 위한 반응을 보면, 연료전지의 산화극인 애노드(Anode)에 공급된 수소가 수소 이온(Proton)과 전자로 분리된 후, 수소 이온은 고분자 전해질막을 통해 환원극인 캐소드 (Cathode) 쪽으로 이동하고, 전자는 외부 회로를 통해 캐소드로 이동하게 되고, 캐소드에서 산소 분자, 수소 이온 및 전자가 함께 반응하여 전기와 열을 생성함과 동시에 반응 부산물로서 물을 생성하게 된다. 연료전지 내 전기화학 반응시 생성되는 물은 적절한 양이 존재하면 막-전극 접합체(MEA: Membrane Electrode Assembly)의 가습성을 유지시켜 주는 바람직한 역할을 하지만, 과량의 물 발생 시 이를 적절히 제거해 주지 않으면 “물 범람 또는 홍수(Flooding)” 문제가 발생하게 되고 이 범람된 물은 반응 기체들이 효율적으로 연료전지 셀 내부로 공급되는 것을 방해하는 역할을 하여 전압 손실이 더욱 더 커지게 된다. |
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