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논문 기본 정보

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저자정보
강정호 (LG전자) 이승훈 (서울대학교) 남진현 (대구대학교) 김형민 (경기대학교)
저널정보
대한기계학회 대한기계학회 논문집 B권 대한기계학회논문집 B권 제44권 제10호(통권 제421호)
발행연도
2020.10
수록면
591 - 602 (12page)
DOI
10.3795/KSME-B.2020.44.10.591

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2020

고분자 전해질 연료전지의 다공 전달층 내부 모세관 물 전달에 대한 공극 네트워크 해석
강정호 ,  이승훈 ,  남진현 외 1명 대한기계학회 논문집 B권 2020.10 학술저널

2011

고분자 연료전지의 다공성층 내에서의 액상수분 이동에 관한 공극-네트워크 해석 연구
강정호 ,  이상건 ,  남진현 외 1명 한국전산유체공학회 학술대회논문집 2011.05 학술대회자료

초록· 키워드

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본 논문은 고분자 전해질 연료전지에서의 전극 침수(electrode flooding) 현상에 대한 이해와 물 관리의 개선을 목표로 전극을 구성하는 소수성 다공 전달층(PTL) 내부에서 물의 모세관 전달 과정을 연구하였다. 공극 크기가 상이한 미세 다공층(MPL)과 기체 확산층(GDL)으로 구성된 다공 전달층에서의 물의 미세 전달 현상을 해석하기 위하여 정상 상태 다층(multi-layer) 공극 네트워크 모델을 개발하였다. 또한, 다공 전달층 내의 정상 상태 수분 포화도가 얻어진 이후 물이 포함된 공극 네트워크를 통한 기체확산 계산이 추가적으로 수행되었다. 해석 결과는 미세 다공층의 두께가 증가함에 따라 활발한 모세관 핑거링(capillary fingering)에 의해 물 전달 경로의 병합이 용이해지며 그 결과로 미세 다공층에서의 물 배출(breakthrough) 지점의 개수와 기체 확산층에서의 물의 체적 함량이 감소함을 보여주었다. 또한, 다층다공 전달층에서 최대 확산량을 얻기 위한 최적의 미세 다공층 두께가 존재함이 확인되었다.
#Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell(PEMFC, 고분자 전해질 연료전지) #Porous Transport Layer(PTL, 다공 전달층) #Microporous Layer(MPL, 미세 다공층) #Gas Diffusion Layer(GDL, 기체 확산층) #Pore Network Model(공극 네트워크 모델) #Water Saturation(물 포화도)

목차

초록
Abstract
1. 서론
2. 수치 해석
3. 결과
4. 결론
참고문헌(References)

참고문헌 (27)

참고문헌 신청
Li, H., Tang, Y., Wang, Z., Shi, Z., Wu, S., Song, D., Zhang, J., Fatih, K., Zhang, J., Wang, H., Liu, Z., Abouatallah, R. and Mazza, A., 2008, “A Review of Water Flooding Issues in the Proton Exchange Membrane Fuel Cell,” Journal of Power Sources, Vol. 178, No. 1, pp. 103~117. google schola Jeong, H. S., Kim, J. I., Lee, S. H., Lim, C. H., Ahn, B. K. and Kim, C. J., 2012, “Analysis of Mass Transport in PEMFC GDL,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 36, No. 10, pp. 979~988. google schola Giorgi, L., Antolini, E., Pozio, A. and Passalacqua, E., 1998, “Influence of the PTFE Content in the Diffusion Layer of Low-Pt Loading Electrodes for Polymer Electrolyte Fuel Cells,” Electrochimica Acta, Vol. 43, No. 24, pp. 3675~3680. google schola Qi, Z. and Kaufman, A., 2002, “Open Circuit Voltage and Methanol Crossover in DMFCs,” Journal of Power Sources, Vol. 109, No. 1, pp. 38~46. google schola Park, S., Lee, J. W. and Popov, B. N., 2006, “Effect of Carbon Loading in Microporous Layer on PEM Fuel Cell Performance,” Journal of Power Sources, Vol. 163, No. 1, pp. 357~363. google schola

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