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NTIS 바로가기大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.39 no.5 = no.356, 2015년, pp.397 - 403
이용택 (한남대학교 기계공학과) , 양경열 (한남대학교 기계공학과)
In this study, water distribution inside a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) was measured experimentally. Water distribution is non-uniform because of vigorous chemical reaction and mass transport and has been difficult to measure experimentally. Therefore, much research relied on indirect ...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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고분자 전해질 연료전지에 물이 과하면 어떠한 문제가 생기는가 | PEMFC 의 전해질로 사용되는 고분자막은 수화(hydration)되어야 H+를 이동시킬 수 있기 때문에 충분히 수분이 공급되지 못하는 PEMFC 는 성능의 감소가 불가피하다. 그러나 한편, 촉매층과 가스확산층(gas diffusion layer, GDL)에 과도한 물이 존재하게 되면 물로 형성된 막이 촉매층을 덮어 수소의 산화반응(HOR, hydrogen oxidation reaction)과 산소의 환원반응(ORR, oxygen reduction reaction)을 방해하기도 하고, GDL 의 작은 기공들을 물로 채워 수소와 산소의 확산(diffusion)을 방해하기도 한다. 이러한 수분의 양은 반응가스의 흐름에 따라서 하나의 단위전지에서도 그 분포가 많은 차이를 보이며 적절하게 수화된 PEMFC 와 그렇지 못한 PEMFC 는 그 성능에 있어서 큰 차이를 보인다. | |
수소극을 가습하며 공기극에서 측정한 결과, 전류밀도와 공기극의 습도가 함께 증가한 이유는 무엇인가 | 반면 수소극을 가습하며 공기극에서 측정한 결과는 전류밀도의 증가와 더불어 공기극의 습도도 함께 증가하였다. 이는 멤브레인을 통한 전기삼투항력이 수소극에서 공기극 방향으로만 발생하기 때문이다. | |
PEMFC에 수분이 충분하지 못하면 어떠한 문제가 생기는가 | 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에 있어서 물은 필수적이면서도 그 양이 과하지 않도록 조절해야 하는 요소이다. PEMFC 의 전해질로 사용되는 고분자막은 수화(hydration)되어야 H+를 이동시킬 수 있기 때문에 충분히 수분이 공급되지 못하는 PEMFC 는 성능의 감소가 불가피하다. 그러나 한편, 촉매층과 가스확산층(gas diffusion layer, GDL)에 과도한 물이 존재하게 되면 물로 형성된 막이 촉매층을 덮어 수소의 산화반응(HOR, hydrogen oxidation reaction)과 산소의 환원반응(ORR, oxygen reduction reaction)을 방해하기도 하고, GDL 의 작은 기공들을 물로 채워 수소와 산소의 확산(diffusion)을 방해하기도 한다. |
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