Applied Chemistry for Engineering (공업화학)

The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry (한국공업화학회)
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The Operating Condition and Flow Field Design Effect on the Anode Water Management of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC)

운전조건 및 유로형상에 따른 고체고분자형 연료전지의 수소극에서의 수분관리

  • Hong, In Kwon (Department of Chemical Engineering, Dankook University) ;
  • Kim, Sunhoe (Department of New Energy & Resource Engineering, Sangji University)
  • 홍인권 (단국대학교 화학공학과) ;
  • 김선회 (상지대학교 신에너지.자원공학과)
  • Received : 2011.07.29
  • Accepted : 2011.08.20
  • Published : 2011.10.10
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Abstract

A PEMFC single cell with the active area of $25cm^2$ was used to verify the effect of water management in the anode. Water management is one of the most critical operating variables. In this paper the effect of operating condition change, such as anode humidification and temperature, was investigated under constant current density of $200mA/cm^2$ where possible anode flooding operating area. Also experiments to observe the effect of the anode and cathode stoichiometry change and flow field design on the water management were performed. The water management was effected by the stoichimetry change. The temperature and humidification change also affected the fuel cell performance.

전극면적 $25cm^2$ 고체고분자형 연료전지를 이용하여 수소극의 수분관리에 관한 연구를 진행하였다. 수분관리는 연료전지의 운전에 있어서 가장 핵심적인 인자 중의 하나이다. 본 연구에서는 연료극의 flooding의 위험성이 가장 높은 작동전류밀도 $200mA/cm^2$에서 수소극의 가습 및 온도 등의 운전조건의 변화, 그리고 유로 형상의 영향성을 평가하였다. 또한 연료극과 공기극의 양론비를 변화시킴과 동시에 유로의 형상에 따른 영향성을 파악하기 위한 실험을 실시하였다. 연료전지의 운전에 있어서 연료극과 공기극의 양론비에 따른 수분관리의 영향성을 확인할 수 있었고 또한 온도변화 및 가습조건의 변화에 따른 성능의 변화 역시 관찰할 수 있었다.

Keywords

Acknowledgement

Supported by : 상지대학교

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