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학술저널
저자정보
이태현 (안동대학교) 양철호 (안동대학교)
저널정보
한국자동차공학회 한국자동차공학회논문집 한국자동차공학회논문집 제27권 제8호
발행연도
2019.8
수록면
603 - 609 (7page)
DOI
10.7467/KSAE.2019.27.8.603

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Gas diffusion layer(GDL) is a carbon fiber composite with a porous structure. The main roles of GDL include the transfer of reactants, which support the membrane electrode assembly(MEA) where an electrochemical reaction occurs. The porosity of GDL causes non-uniform deformation when subjected to compressive loading during the assembly process, and excessive compressive loading can affect not only the release of reactants and products, but also the deterioration of the structure. In addition, an MEA swelling phenomenon caused by heat and moisture contributes to the non-uniform compression and deterioration in the PEM fuel cell. In this study, the deformation behavior of GDL was studied under the operating conditions of the fuel cell. The effects of GDL thickness and inclusion of MEA in the model were investigated by using a nonlinear orthotropic constitutive model that was coded in the User Material Subroutine(UMAT) of ABAQUS. The properties and relations to represent the hygrothermal behavior of MEA were included in the model by coding them into the User Expansion Subroutine(UEXPAN) of ABAQUS. An idealized 2D plane strain model with symmetric boundary condition was adopted while considering the repeated shape of the fuel cell. In addition to studying GDL deformation behaviors, fatigue analysis was performed to find the effects of thickness and inclusion of MEA on the fatigue life of GDL by comparing the fatigue reserve factor in FE-SAFE.
#Fatigue analysis(피로해석) #Finite element analysis(유한요소해석) #Gas diffusion layer(기체확산층) #Membrane electrode assembly(막전극 접합체) #PEMFC(고분자 전해질 연료전지) #User material subroutine(사용자 재료서브루틴)

목차

Abstract
1. 서론
2. 구조해석
3. 피로해석
4. 결론
References

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