초록
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연구의 목적 및 내용
본 연구는 멀티 스택으로 이루어진 PEMFC 시스템을 구성하여 스택간의 수소와 공기의 흐름을 제어하여 플러딩을 최소화하고 자체가습 효과를 극대화하여 부가적인 BOP을 멀티스택 모듈안으로 집적할 수 있는 기술...

연구의 목적 및 내용
본 연구는 멀티 스택으로 이루어진 PEMFC 시스템을 구성하여 스택간의 수소와 공기의 흐름을 제어하여 플러딩을 최소화하고 자체가습 효과를 극대화하여 부가적인 BOP을 멀티스택 모듈안으로 집적할 수 있는 기술을 개발하려고 한다. 습도분포의 정량적 측정을 통하여 수소흐름과의 연관성을 찾고 스택간의 수소흐름을 제어하여 성능의 향상을 도모한다.

연구결과
1. PEMFC 내부 습도분포의 측정 시스템 개발:
PEMFC의 채널에 삽입하여 채널을 따라서 흐르는 반응가스의 습도를 측정하고 이를 통하여 내부 습도분포를 측정할 수 있는 측정시스템과 데이터 수집 프로그램을 자체적으로 개발함.

2. PEMFC의 수소흐름 방향에 따른 성능변화 측정 및 내부 습도 분포변화 관찰:
수소극과 공기극의 수소흐름방향을 대향류와 평행유로 변경한 결과 대향류에서 높은 성능기 측정되었음. 습도 분포 분석을 통하여 대향류에서 전반적으로 고른 습도분포를 보이는 것으로 나타남.

3. 멀티 스택 시스템의 성능 및 습도분포:
2개의 단위전지를 직렬로 연결하고 전기적으로 독립된 부하를 가하여 둘 사이의 성능 및 습도분포를 관찰함. 공기극 흐름 기준으로 전면에 있는 전지의 성능이 우수하였으며 대향류의 경우에 그 차이가 더욱 두드러짐

4. 가스확산층의 압축상태에서의 기체투과율 측정:
PEMFC에 사용되는 가스확산층의 압축변형 상태에서의 기체투과율을 측정할 수 있는 시스템 및 프로그램을 자체 개발함. 이를 통하여 다양한 PTFE 함량을 갖는 GDL에 대한 하중에 따른 기체투과율 값을 제시함.

연구결과의 활용계획
학문/기술적 기대효과
◦ 멀티 스택을 적용함으로써 기존의 스택에서 해결하기 힘들었던 문제점들에 대한 새로운 관점에서의 접근이 가능해짐
◦ 멀티 스택 시스템의 자체가습 및 flooding 최소화 가능성 검토
◦ 초소형 습도측정 시스템의 다양한 분야에의 적용 산업적/사회적 기대효과
◦ BOP 집적형 시스템 설계기술 확보로 인한 연료전지 기술자립도 향상
◦ BOP 삭제로 인한 가격경쟁력 확보와 이로 인한 조기 상용화
◦ 신재생에너지 연구의 저변 확대와 관련 지식을 가진 인력 배출

(출처 : 한글요약문 4p)

Abstract
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Purpose&contents
This project aims to develop a BOP integrated system by employing multi PEMFC stack and controlling hydrogen a...

Purpose&contents
This project aims to develop a BOP integrated system by employing multi PEMFC stack and controlling hydrogen and air supply, which can maximize self-humidification and flooding removal. The humidity distribution and its relation with hydrogen flow direction will improve the performance of the system.

Result
1. Development of internal humidity distribution measuring system:
In-house development of mini humidity measuring system enables to measure humidity distribution of reactant gas along the channel

2. Study on the performance and humidity distribution of PEMFC according to the hydrogen supply direction:
The direction of hydroen is varied as parallel/counter flow with air supply. Higher performance is shown in counter flow in which case more uniform distribution of humidify is measured.

3. Study on the performance and humidity distribution of multi stack PEMFC system:
2 unit PEMFCs connected in series are loaded separately by individual electronic load. The former cell in air supply direction shows better performance than latter one and the difference is larger when the hydrogen is supplied in counter direction.

4. Measurement of gas permeability of gas diffusion layer under compression:
Gas permeability measuring system under compression is developed. Gas permeability of gas diffusion layers with various PTFE loading are suggested.

Expected Contribution
Academic/technical view
◦ New approach on PEMFC system is enabled by introducing multi stack technology.
◦ Consideration of maximizing self-humidification and flooding removal by applying multi stack system.
◦ Application of mini humidity measuring system to various purpose. Industrial/Social view
◦ Improvement of technology independence by obtaining BOP integrated system design technology.
◦ Acceleration of commercializing PEMFC system by cost down.
◦ Expansion of fuel cell market.

(출처 : SUMMARY 5p)

연구자의 다른 보고서

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참고문헌

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