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고분자 연료전지 스택에서 질소 크로스오버 특성에 관한 연구
Characterization of Nitrogen Gas Crossover in PEM Fuel Cell Stacks 원문보기

대한기계학회 2008년도 추계학술대회B, 2008 Nov. 05, 2008년, pp.2227 - 2230  

백경돈 (서울대학교 기계항공공학부) ,  김민수 (서울대학교 기계항공공학부)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Crossover of nitrogen from cathode to anode is inevitable in typical membranes used in PEM fuel cells. This crossovered nitrogen accumulates in anode recirculation system and excessive buildup of nitrogen in the recirculating anode gas lowers the hydrogen concentration and finally affects the perfor...

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 수소재순환 장치에 계속적으로 누적되어 연료전지 성능에 영향을 미칠 수 있는 인자인 질소 크로스오버의 특성에 대해서 규명하기 위하여, 다양한 환경 조건에서 크로스오버 되는 질소의 양을 측정 및 분석하였다.
  • 본 연구에서는 질소 크로스오버의 특성을 규명하고자 다양한 실험 조건에서의 질소 크로스오버 양을 질량분석기를 통해 측정을 하였다. 그 결과 수소측 당량비 변화에 대해서는 질소 크로스오버 양이 변하지 않았지만 공기측 당량비, 냉각수 입구 온도가 증가 할 때에는 크로스오버 되는 질소의 양 또한 증가하는 결과를 얻었다.

가설 설정

  • 이는 공기 측에 공급되는 공기의 질소가 멤브레인을 통과하여 크로스오버 됨으로써 수소 측으로 넘어 오기 때문이다.(1) 현재의 수소 재순환 시스템은 수소에 섞여있는 질소에 대한 다른 대응방안 없이 질소가 섞인 수소를 그대로 재순환 시키고 있다. 이러한 질소가 혼합 수소를 계속적으로 재순환 시키게 되면 스택 입구로 공급되는 수소의 순도가 낮아져 결국에는 스택의 성능 저하를 초래하게 된다.
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