[논문]기체확산층 압축률과 상대습도가 고분자전해질 연료전지 성능에 미치는 영향

김준섭; 김준범

doi:10.14478/ace.2020.1106

기체확산층 압축률과 상대습도가 고분자전해질 연료전지 성능에 미치는 영향
Effect of Gas Diffusion Layer Compression and Inlet Relative Humidity on PEMFC Performance 원문보기

공업화학 = Applied chemistry for engineering, v.32 no.1, 2021년, pp.68 - 74

김준섭 (울산대학교 화학공학부) , 김준범 (울산대학교 화학공학부)

초록
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고분자전해질 연료전지 성능에서 기체확산층 압축률은 계면 접촉 저항과 전극으로의 반응물 전달 및 전극 내 수분 포화도에 영향을 주는 중요한 변수이다. 본 연구에서는 국내 상용 제품인 JNT20-A3를 이용하여 기체확산층 압축률에 대한 연료전지의 성능 평가를 수행하였다. 전극면적 25 ㎠ 단위 전지를 이용하여 상대습도 조건과 압축률에 대한 전기화학 임피던스 분광법과 분극 곡선을 측정하였다. 기체확산층을 18.6%에서 38.1%으로 압축시켰을 때 상대습도 100, 25% 조건에서 ohmic 저항이 각각 8, 30 mΩ·㎠이 감소하여 기체확산층 압축률이 증가할수록 접촉 저항이 감소하는 것과 동시에 막의 수화도가 증가하는 것을 확인하였다. 상대습도 조건에 대한 ohmic 저항의 변화 경향을 통하여, 압축률을 증가시켰을 때 기체확산층의 기공이 감소하여 공기극에서의 물 역확산과 전해질 막의 수화도가 증가하는 것을 확인하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

Gas diffusion layer (GDL) compression is important parameter of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) performance to have an effect on contact resistance, reactants transfer to electrode, water content in membrane and electrode assembly (MEA). In this study, the effect of GDL compression on fuel cell performance was investigated for commercial products, JNT20-A3. Polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy was performed at different relative humidity and compression ratio using electrode area of 25 ㎠ unit cell. The contact resistance was reduced to 8, 30 mΩ·㎠ and membrane hydration was increased as GDL compression increase from 18.6% to 38.1% at relative humidity of 100 and 25%, respectively. It was identified through ohmic resistance change at relative humidity conditions that as GDL compression increased, water back-diffusion from cathode and electrolyte membrane hydration was increased because GDL porosity was decreased.

주제어

표/그림 (11)

그림 Figure 1. IV curve at different relative humidity.
그림 Figure 2. EIS at different relative humidity (on 400 mA/cm²).
그림 Figure 3. Ohmic resistance at different current density and relative humidity.
표 Table 1. GDL and Gasket Thickness and Compression Ratio
그림 Figure 4. IV curve at different GDL compression ratio (a) RH 100%, (b) RH 50%, (c) RH 25%.
그림 Figure 5. EIS at 18.6, 38.1% compression ratio (400 mA/cm²).
그림 Figure 6. Fuel cell performance at different compression ratio (a) ohmic resistance, (b) current density at 0.6 V.
그림 Figure 7. Ohmic resistance at different relative humidity (18.6, 38.1% compression ratio).
그림 Figure 8. Fitting parameter at different compression ratio (a) OCV, parameter b, j_loss, (b) parameter R, m, n.
표 Table 2. Fitting Parameter vs. Compression Ratio
그림 Figure 9. Loss separation at different compression ratio (a) activation loss at RH 100%, (b) activation loss at RH 50%, (c) ohmic loss at RH 100%, (d) ohmic loss at RH 50%, (e) concentration loss at RH 100% and (f) concentration loss at RH 50%.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 기체확산층 압축률에 대한 접촉 저항과 막 이온 전달 저항, 농도 손실 영향 실험을 수행하였다. 국내 상용 제품인 JNT20-A3 를 사용하였고, PTFE fabric 가스켓을 이용하여 각기 다른 압축률로 25 cm2 단위 전지를 체결하여 성능을 평가하였다.

제안 방법

1%로 압축되도록 단위 전지를 체결하였다. 각각의 압축률 조건에서 앞선 실험과 동일한 방법으로 상대습도 조건에 대한 분극 곡선을 측정하였다. 상대습도 100%인 Figure 4(a)에서 기체확산층 압축률에 대한 연료전지의 성능 차이는 미미하였지만, 0.
농도 손실 영향 실험을 수행하였다. 국내 상용 제품인 JNT20-A3 를 사용하였고, PTFE fabric 가스켓을 이용하여 각기 다른 압축률로 25 cm2 단위 전지를 체결하여 성능을 평가하였다. 상대습도 조건과 압축률에 대한 분극 곡선과 전기화학 임피던스 분광법을 측정하여 연료전지 성능과 ohmic 저항의 변화 경향을 비교하였고, empirical equation을 적용한 curve fitting으로 성능인자를 해석하였다.
기체확산층 압축률과 상대습도 실험을 통하여 접촉 저항을 포함한 ohmic 저항 경향을 확인하였다. 압축률 조건에 대한 활성화 손실과 농도 손실 경향을 해석하기 위하여 Matlab을 이용하여 비선형회귀법으로 성능인자를 계산하였다.
기체확산층 압축률에 대한 영향을 분석하기 위하여 Table 1에 정리한 것과 같이, JNT20-A3를 7.2, 18.6, 28.7, 38.1%로 압축되도록 단위 전지를 체결하였다. 각각의 압축률 조건에서 앞선 실험과 동일한 방법으로 상대습도 조건에 대한 분극 곡선을 측정하였다.
기체확산층 압축률에 대한 영향을 비교하기 위하여 두께가 250 um 인 JNT20-A3 (JNTG)를 사용하였고, 두께가 다른 비압축성 PTFE fabric gasket (Alphaflon)을 이용하여 기체확산층의 압축률을 조절하였다. TESA u-hite (TESA)를 이용하여 서브가스켓과 PTFE 가스켓 두께를 5번 측정한 두께의 평균 값과 식 (4)를 이용하여 압축률을 계산하였고, 측정된 두께와 압축률을 Table 1에 정리하였다.
MEA (G type, CNL)을 사용하여 실험을 수행하였다. 단위 전지를 OCV-0.5 V-OCV 범위에서 전압순환 활성화기법을 20회 반복하여 성능을 안정화 시킨 후 성능 평가를 수행하였다. 성능 평가는 65 ℃에서수행하였고, 수소와 공기의 유량은 유량조절계(MFC, Kofloc)를 이용하여 각각 520, 1660 sccm의 고정 유량을 공급하였다.
성능 평가는 65 ℃에서수행하였고, 수소와 공기의 유량은 유량조절계(MFC, Kofloc)를 이용하여 각각 520, 1660 sccm의 고정 유량을 공급하였다. 버블타입 가습기를 이용하여 연료의 상대습도가 25, 50, 75, 100%가 되도록 제어하였다. 분극 곡선 측정 시 각각의 부하 전류에서 1 min간 유지하였고, 2 Hz 간격으로 전압을 측정하였다.
본 연구에서는 기체확산층인 JNT20-A3을 사용하여 상대습도 25, 50, 75, 100% 조건에 대한 분극 곡선을 측정하였고, 그에 대한 결과를 Figure 1에 나타내었다. GDL 압축률이 7.
본 연구에서는 전극면적 25 cm² 단위 전지와 상용 기체확산층을 이용하여 압축률에 대한 연료전지 성능 영향 실험을 수행하였으며, 상대습도 조건 실험을 통하여 압축률에 대한 ohmic 저항 경향을 비교하였다. Matlab을 이용하여 Hao’s model을 적용한 비선형 회귀분석을 통해 상대습도 조건과 압축률에 대한 전압 손실 경향성을 비교하였다.
전기화학 임피던스 분광법(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)은 VMP 3B-20 (Biologic)을 사용하여 수소와 공기의 유량이 520, 1660 sccm인 조건에서 1 Hz~10 kHz 사이의 주파수 범위의 전류밀도에 대한 임피던스를 측정하였다. 상대습도 실험은 각각의 상대습도 조건에서 전압순환 활성화를 5회 반복 수행하여 성능을 안정화시킨 후 분극 곡선과 임피던스를 측정하였다.
국내 상용 제품인 JNT20-A3 를 사용하였고, PTFE fabric 가스켓을 이용하여 각기 다른 압축률로 25 cm2 단위 전지를 체결하여 성능을 평가하였다. 상대습도 조건과 압축률에 대한 분극 곡선과 전기화학 임피던스 분광법을 측정하여 연료전지 성능과 ohmic 저항의 변화 경향을 비교하였고, empirical equation을 적용한 curve fitting으로 성능인자를 해석하였다.
5 V-OCV 범위에서 전압순환 활성화기법을 20회 반복하여 성능을 안정화 시킨 후 성능 평가를 수행하였다. 성능 평가는 65 ℃에서수행하였고, 수소와 공기의 유량은 유량조절계(MFC, Kofloc)를 이용하여 각각 520, 1660 sccm의 고정 유량을 공급하였다. 버블타입 가습기를 이용하여 연료의 상대습도가 25, 50, 75, 100%가 되도록 제어하였다.
성능인자 경향에 대한 전압 손실 영향을 해석하기 위하여 도출된 성능인 자를 이용하여 각각의 전압 손실을 계산하였다. 활성화 손실의 경우 Hao’s model에서 OCV에 대한 활성화 손실 오류를 제거하기 위하여 식 (5)의 활성화 손실 관계식을 이용하였다.
압축 조건에 대한 상대습도 실험 후에 단위 전지의 체결을 풀었고, 동일한 MEA와 GDL을 이용하고 PTFE 가스켓만 교체하여 압축률을 높이는 방법으로 실험을 진행하였다.
분극 곡선 측정 시 각각의 부하 전류에서 1 min간 유지하였고, 2 Hz 간격으로 전압을 측정하였다. 전기화학 임피던스 분광법(electrochemical impedance spectroscopy, EIS)은 VMP 3B-20 (Biologic)을 사용하여 수소와 공기의 유량이 520, 1660 sccm인 조건에서 1 Hz~10 kHz 사이의 주파수 범위의 전류밀도에 대한 임피던스를 측정하였다. 상대습도 실험은 각각의 상대습도 조건에서 전압순환 활성화를 5회 반복 수행하여 성능을 안정화시킨 후 분극 곡선과 임피던스를 측정하였다.
전류밀도에 대한 이온 전도도 경향을 분석하기 위하여 전류밀도 10 ~600 mA/cm² 영역에서 100 mA/cm² 간격으로 임피던스를 측정하였고, 상대습도 25, 100%와 압축률 18.6, 38.1% 조건에서 전류밀도에 대한 ohmic 저항 경향을 Figure 7에 나타내었다. Figure 7에서 상대습도 100% 조건에서는 기체확산층을 18.
전류밀도에 대한 저항 손실 영향을 해석하기 위하여 200, 400, 600 mA/cm2 전류밀도에서 임피던스를 측정하였고, 그에 대한 결과를 Figure 3에 나타내었다. 상대습도 100% 조건에서는 전류밀도에 관계없이 61 mΩ⋅cm2으로 동일한 ohmic 저항을 나타냈지만, 상대습도 25, 50, 75% 조건에서는 전류밀도가 증가할수록 ohmic 저항이 감소하였고 상대습도가 낮을수록 전류밀도에 대한 ohmic 저항 감소율이 큰 것으로 나타났다.

대상 데이터

연료전지 성능 측정은 전극 면적이 25 cm²인 단위 전지 K-cell (CNL) 과 MEA (G type, CNL)을 사용하여 실험을 수행하였다. 단위 전지를 OCV-0.

데이터처리

Matlab을 이용하여 Hao’s model을 적용한 비선형 회귀분석을 통해 상대습도 조건과 압축률에 대한 전압 손실 경향성을 비교하였다.
Matlab을 이용한 curve fitting을 통하여 압축률과 상대습도에 대한성능인 자를 도출하였고, 전압 손실을 계산하여 비교하였다. 기체확산층 압축률에 대한 활성화 손실 영향은 적었으며, 저항 손실의 경우 압축률이 증가할수록 선형적으로 감소하였고 이와 반대로 농도 손실은 지수적으로 증가하였다.
저항 경향을 확인하였다. 압축률 조건에 대한 활성화 손실과 농도 손실 경향을 해석하기 위하여 Matlab을 이용하여 비선형회귀법으로 성능인자를 계산하였다.

이론/모형

기체확산층 압축률에 대한 영향을 해석하기 위하여 Matlab의 curve fitting tool을 사용하여 empirical equation의 성능인자를 도출하였고, 전압 손실을 계산하여 기체확산층 압축률에 대한 농도 손실 영향을 해석하였다.
이용하여 각각의 전압 손실을 계산하였다. 활성화 손실의 경우 Hao’s model에서 OCV에 대한 활성화 손실 오류를 제거하기 위하여 식 (5)의 활성화 손실 관계식을 이용하였다.

성능/효과

6 V에서의 전류밀도를 나타내었다. Figure 6(a)에 나타난 바와 같이 압축률이 증가할수록 ohmic 저항이 선형적으로 감소하였다. 상대습도 25, 50, 100% 조건에서 압축률을 약 10% 증가할수록 ohmic 저항이 각각 12, 7, 4 mΩ⋅cm² 감소하였고, 상대습도가 낮을수록 ohmic 저항 감소폭이 증가하는 것을 확인하였다.
각각의 압축률 조건에서 앞선 실험과 동일한 방법으로 상대습도 조건에 대한 분극 곡선을 측정하였다. 상대습도 100%인 Figure 4(a)에서 기체확산층 압축률에 대한 연료전지의 성능 차이는 미미하였지만, 0.6 V 이하의 고출력 조건에서는 접촉 저항 감소에 의한 영향보다는 기공 감소로 이한 농도전압손실이 더 크게 나타나는 것을 확인하였다. 상대습도 50%인 Figure 4(b)에서는 압축률이 증가할수록 ohmic 저항이 감소하여 전압이 증가하였지만, 38.
8(a)에서 볼 수 있는 바와 같이 압축률이 증가할수록 OCVe 감소하였고,  와 _는 증가하는 경향성을 나타내었다. 이는 압축률이 증가할수록기체확산층의 기공이 감소하여 반응물 농도가 감소하고 포화된 물의 양이 증가함과 동시에 막전극접합체에 힘이 가해져 전해질막의  가 증가하기 때문에 OCV가 감소하는 것으로 판단된다.
이는 압축률이 증가할수록기체확산층의 기공이 감소하여 반응물 농도가 감소하고 포화된 물의 양이 증가함과 동시에 막전극접합체에 힘이 가해져 전해질막의  가 증가하기 때문에 OCV가 감소하는 것으로 판단된다. Figure 8(b)의 은 압축률이 증가할수록 감소하는 경향성을 나타냈지만, 지수함수에 해당하는 ne 증가하는 경향성을 나타내었다. 동일한 방법으로 상대습도 50% 조건에 대한 분극 곡선의 성능인자를 계산하였고, 상대습도 50, 100%에 대한 결과를 Table 2에 정리하였다.
이에 반해 Figure 9(b)에서 상대습도 50% 조건에서의 활성화 손실은 압축률이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었는데, 이는 전극 계면에서 수분 함량이 증가하여 촉매 활성이 증가한 것으로 판단된다. Figure 9(c), (d)에서 저항 손실은 앞선 실험 결과와 동일하게 압축률이 증가할수록 선형적으로 감소하였고, 상대습도가 낮을수록 저항 감소폭이 증가하는 것을 확인하였다. Figure 9(e)에서 볼 수 있는 바와 같이 전류밀도 1000 mA/cm²의 낮은 전류밀도 영역에서는 농도 손실이 나타나지 않았지만 1500 mA/cm² 이상의 높은 전류밀도 영역에서 압축률이 증가할수록 농도 손실이 증가하였고, 저항 손실과는 다르게 압축률에 대하여 지수함수적으로 증가하는 것으로 나타났다.
Figure 9(c), (d)에서 저항 손실은 앞선 실험 결과와 동일하게 압축률이 증가할수록 선형적으로 감소하였고, 상대습도가 낮을수록 저항 감소폭이 증가하는 것을 확인하였다. Figure 9(e)에서 볼 수 있는 바와 같이 전류밀도 1000 mA/cm²의 낮은 전류밀도 영역에서는 농도 손실이 나타나지 않았지만 1500 mA/cm² 이상의 높은 전류밀도 영역에서 압축률이 증가할수록 농도 손실이 증가하였고, 저항 손실과는 다르게 압축률에 대하여 지수함수적으로 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 높은 전류밀도와 상대습도 조건에서는 기체확산층 압축을 통하여 접촉 저항 감소에 의한 성능 개선보다는 농도 손실에 의한 성능 저하 요인이 더 크게 작용하는 것을 확인하였다.
1에 나타내었다. GDL 압축률이 7.2%일 때 0.6 V에서 상대습도 25, 100%에 대하여 각각 483, 1453 mA/cm²으로 상대습도가 증가함에 따라 연료전지 성능이 증가하는 것을 확인하였다.
기체확산층 압축률 조건 실험의 낮은 상대습도 조건에서 압축률이 증가할수록 상대습도 100% 조건에서의 접촉 저항 감소보다 ohmic 저항의 감소 폭이 증가하였고, 고전류밀도 영역에서도 농도 손실은 상대적으로 적게 발생한 것으로 확인하였다. 전해질막이 완전히 수화되지 않은 상대습도 조건에서 기체확산층 압축을 통하여 분리판과의 접촉저항을 감소시킴과 동시에 전해질막으로 역확산 되는 물의 양이 증가하여 막 수화도가 증가하고 연료전지의 성능이 개선되었다.
기체확산층 압축률에 대한 활성화 손실 영향은 적었으며, 저항 손실의 경우 압축률이 증가할수록 선형적으로 감소하였고 이와 반대로 농도 손실은 지수적으로 증가하였다. 높은 상대습도 조건에서는 압축률이 증가할수록 접촉저항 감소에 의한 성능 개선보다는 농도 손실에 의한 성능 저하 요인이 더 크게 작용하였다.
transfer 저항이 감소하여 연료전지 성능이 증가하였다. 낮은 상대습도 조건에서 전류밀도가 증가할수록 반응으로 생성된 물이 전극에서 전해질막으로 역확산 되어 전해질막의 수화도가 증가하고 이로 인하여 막의 이온전도도가 증가하는 것을 전류밀도에 대한 ohmic 저항의 감소 경향으로 확인하였다.
높은 상대습도 조건에서는 압축률이 증가할수록 접촉저항 감소에 의한 성능 개선보다는 농도 손실에 의한 성능 저하 요인이 더 크게 작용하였다. 낮은 상대습도 조건에서는 기체확산층 압축을 통하여 접촉 저항 감소와 전해질막의 수화도 향상으로 ohmic 저항이 감소하였고, 농도 손실을 최소화하여 연료전지 성능을 개선할 수 있었다.
Figure 9(e)에서 볼 수 있는 바와 같이 전류밀도 1000 mA/cm²의 낮은 전류밀도 영역에서는 농도 손실이 나타나지 않았지만 1500 mA/cm² 이상의 높은 전류밀도 영역에서 압축률이 증가할수록 농도 손실이 증가하였고, 저항 손실과는 다르게 압축률에 대하여 지수함수적으로 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 높은 전류밀도와 상대습도 조건에서는 기체확산층 압축을 통하여 접촉 저항 감소에 의한 성능 개선보다는 농도 손실에 의한 성능 저하 요인이 더 크게 작용하는 것을 확인하였다. Figure 9(f) 에서 상대습도 50%에 대한 농도 손실은 38.
나타내었다. 상대습도 100% 조건에서는 전류밀도에 관계없이 61 mΩ⋅cm2으로 동일한 ohmic 저항을 나타냈지만, 상대습도 25, 50, 75% 조건에서는 전류밀도가 증가할수록 ohmic 저항이 감소하였고 상대습도가 낮을수록 전류밀도에 대한 ohmic 저항 감소율이 큰 것으로 나타났다. 이는 전류밀도가 증가할수록 반응으로 생성된 물이 공기극에서 전해질막으로 역확산되어 전해질막의 수화도가 증가하고 이를 통하여 이온전도도가 증가하는 것으로 판단된다.
1%으로 압축시켰을 때 ohmic 저항이 약 8 mΩ⋅cm²이 감소하였고, 전류밀도에 대하여 ohmic 저항은 일정하였다. 상대습도 25% 조건에서는 18.6, 38.1% 압축률에 대하여 접촉 저항 감소보다 큰 30 ± 5 mΩ⋅cm²이 감소하였고, 압축률이 증가하여도 전류밀도에 대하여 동일한 감소폭을 보였다. 이는 기체확산층을 압축시켰을 때 공기극에서 생성된 물이 기체확산층을 통하여 배출되기보다는 기체확산층의 기공이 감소하여 전해질막으로 역확산 되는 양이 증가하는 것으로 판단된다.
상대습도 25, 100% 조건에서 ohmic 저항은 각각 172, 61 mΩ⋅cm2 으로 상대습도가 높을수록 감소하였고, Nyquist plot에서 상대 습도가 증가함에 따라 charge transfer 저항도 0.268 에서 0.168 mΩ⋅cm²으로 감소하는 것을 확인하였다.
Figure 6(a)에 나타난 바와 같이 압축률이 증가할수록 ohmic 저항이 선형적으로 감소하였다. 상대습도 25, 50, 100% 조건에서 압축률을 약 10% 증가할수록 ohmic 저항이 각각 12, 7, 4 mΩ⋅cm² 감소하였고, 상대습도가 낮을수록 ohmic 저항 감소폭이 증가하는 것을 확인하였다. 이는 Figure 6(b)에서 상대습도 25, 50%의 낮은 상대습도 조건에서 압축률이 증가할수록 성능 증가 폭이 큰 것은 접촉 저항이 감소하는 것과 동시에 막 수화도가 증가로 인한 ohmic 저항 감소 영향으로 판단된다.
상대습도 실험을 통하여 전해질막이 완전히 수화되지 않는 습도 조건에서는 전류밀도가 증가함에 따라 ohmic 저항이 감소하는 것을 확인하였다. 기체확산층 압축률은 분리판과 기체확산층 간의 접촉 저항과 촉매 층으로의 반응물 전달, 수분 배출 등에 영향을 주는 중요한 변수이다.
상대습도 조건 실험에서 상대습도가 증가함에 따라 ohmic 저항과 charge transfer 저항이 감소하여 연료전지 성능이 증가하였다. 낮은 상대습도 조건에서 전류밀도가 증가할수록 반응으로 생성된 물이 전극에서 전해질막으로 역확산 되어 전해질막의 수화도가 증가하고 이로 인하여 막의 이온전도도가 증가하는 것을 전류밀도에 대한 ohmic 저항의 감소 경향으로 확인하였다.
이는 기체확산층을 압축시켰을 때 공기극에서 생성된 물이 기체확산층을 통하여 배출되기보다는 기체확산층의 기공이 감소하여 전해질막으로 역확산 되는 양이 증가하는 것으로 판단된다. 이를 통하여 낮은 상대습도 조건에서 기체확산층의 압축률을 높혔을 때 분리판과 기체 확산 층 사이의 접촉 저항이 감소하는 것과 동시에 기체확산층의 기공 감소로 전해질막으로의 역확산 되는 물의 양이 증가하여 전해질막의 이온전도도를 증가시킬 수 있는 것을 확인하였다.
1%를 제외한 압축률 조건에서 거의 동일한 것으로 나타났다. 이를 통하여 낮은 상대습도 조건에서는 압축률 증가에 의한 기체확산층의 기공 감소로 포화 수분이 증가하여도 flooding에 의한 농도 손실이 발생하지 않는 것을 확인하였다. 활성화 손실과 저항 손실을 고려하였을 때 낮은 상대습도 조건에서는 기체확산층 압축을 통하여 농도 손실 최소화와 접촉 저항을 줄임과 동시에 공기극에서 전해질막으로 물의 역확산을 촉진시키고 이로 인한 전해질막의 수화도 및 촉매 활성 향상으로 연료전지 성능 개선이 가능한 것을 확인하였다.
낮은 상대습도 조건에서는 전해질막의 수화도가 감소하여 이온전도도가 감소하고, 이로 인하여 ohmic 저항이 증가하게 된다. 저항 손실에 의한 전압손실은 부하 전류밀도에 대하여 선형적으로 증가하여 연료전지 성능 차이는 더욱 증가하여야 하지만, Figure 1에서와 같이 상대습도 50, 100% 조건과 500, 1000 mA/cm² 전류밀도에서 성능의 차이는 각각 60.9, 59.7 mV로 미미한 것으로 확인하였다. 이는 상대습도 50% 조건에서 전류밀도가 증가함에 따라 ohmic 저항이 감소하는 것으로 해석할 수 있다.
적게 발생한 것으로 확인하였다. 전해질막이 완전히 수화되지 않은 상대습도 조건에서 기체확산층 압축을 통하여 분리판과의 접촉저항을 감소시킴과 동시에 전해질막으로 역확산 되는 물의 양이 증가하여 막 수화도가 증가하고 연료전지의 성능이 개선되었다.
이를 통하여 낮은 상대습도 조건에서는 압축률 증가에 의한 기체확산층의 기공 감소로 포화 수분이 증가하여도 flooding에 의한 농도 손실이 발생하지 않는 것을 확인하였다. 활성화 손실과 저항 손실을 고려하였을 때 낮은 상대습도 조건에서는 기체확산층 압축을 통하여 농도 손실 최소화와 접촉 저항을 줄임과 동시에 공기극에서 전해질막으로 물의 역확산을 촉진시키고 이로 인한 전해질막의 수화도 및 촉매 활성 향상으로 연료전지 성능 개선이 가능한 것을 확인하였다.

참고문헌 (24)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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