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사형 유동 채널을 가진 고분자 전해질 연료전지의 성능에 대한 확산 특성 분석
김혜옥(H. O. Kim),박태현(T. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
작동 압력과 유로 폭의 변화를 중심으로 고분자 전해질막 연료전지의 성능 변화를 분석하였고, 이러한 성능 변화를 물질 전달의 관점에서 해석하기 위하여 무차원수를 도입하여 유동 채널 내의 확산 특성을 고찰하고자 하였다. 유동 채널의 너비가 각각 1.0, 0.5, 그리고 0.3 mm 인 분리판을 준비하였고, 작동 압력은 0 에서 3.0 bar 까지 변화시켰다. 유동 채널의 너비가 좁아지고 작동압력이 증가함에 따라 성능이 증가하였다. 유동 채널의 너비가 넓을 경우 가압 운전의 효과가 커서 최대 전력 밀도 변화율이 가장 컸다. Anode 와 Cathode 의 유동 채널을 서로 일치시키지 않은 채 작동 압력을 변화시켜보는 실험을 추가적으로 진행하였다. 추가적인 실험에서 Anode 유로 폭이 넓고, Cathode 유로 폭이 좁을 때, 양 쪽의 유동 채널의 유로 폭을 일치했을 때보다 성능이 증가하였다. 이러한 실험 결과 자료들을 기반으로, 확산 특성을 조사하기 위해 무차원수를 계산하였다. 유동 채널의 폭이 좁고 작동 압력이 높을 수록 성능이 증가함에 따라 Re 값은 커지고 Sc 와 Sh 값은 작아 졌음을 확인하였다. 이러한 경향은 본 실험과 같은 작동조건에서 채널 내 유동이 활발해지고 전체 확산은 점점 활성화되어 성능이 좋아지지만, 오히려 수직 확산은 감소함을 나타낸다. 특히, 애노드와 캐소드의 유동채널을 불일치시켰을 때 애노드 유로 폭이 넓을수록 Sh 값이 커졌는데, 넓은 애노드 유로 폭은 반응물의 수직 확산을 향상시키는 작용을 하여 질량 전달을 개선하는 것으로 판단된다.
고분자 전해질막 연료 전지에서 분리판 제거와 상대습도에 따른 성능 변화 연구
차현진(H. J. Cha),김재연(J. Kim),권오빈(O. Kwon),최희수(H. S. Choi),유홍녕(H. N. Yoo),김혜옥(H. O. Kim),정석훈(S. H. Jeong),박태현(T. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
고분자 전해질막 연료 전지(PEMFCs)는 다른 연료 전지에 비해 낮은 작동 온도, 높은 전류 및 전력 밀도, 짧은 시동 시간으로 인해 운송 및 발전에 광범위하게 사용될 수 있다. 분리판은 반응 가스를 공급하고 생성된 물을 제거하는 연료 전지 스택의 중요한 구성 요소이다. 또한 스택 전체 가격의 20%를 차지하기 때문에 원가 절감을 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 산화극과 환원극의 분리판을 각각 제거하여 상대 습도에 따른 성능 변화를 기준 셀과 비교했다. 각각의 경우에 분극곡선과 전기화학적 임피던스 분광법을 측정하였고, 연료전지의 활성화, 저항, 농도 손실로 성능 경향을 분석하였다. 그 결과, 환원극 분리판을 제거하면 100% 가습 조건에서 기준 셀보다 50% 이상 성능이 향상됐다. 또한, 기존의 PEMFC 에서는 가습이 환원극에 미치는 영향이 우세하였으나 환원극 분리판을 제거하면 반대로 산화극의 가습이 더 중요하게 된다. 이는 환원극 분리판 제거 시 공기의 가습이 중요하지 않게 됨과 함께 원가 절감에 대한 장점이 있다. 반대로 산화극 분리판을 제거했을 경우 기존 PEMFC 성능의 약 20% 미만으로 증가하였고, 가습의 경향성이 동일했다. 이를 통해 환원극 분리판을 제거하는 것이 산화극 분리판을 제거하는 것 보다 성능 증가의 큰 영향을 주었고, 공기 가습의 영향이 줄어드는 것을 확인했다.
고주파 임피던스의 변동을 통한 고분자 전해질막 연료전지의 물 범람 진단
최희수(H. S. Choi),김재연(J. Kim),권오빈(O. Kwon),차현진(H. J. Cha),유홍녕(H. Y. Yoo),김혜옥(H. O. Kim),정석훈(S. H. Jeong),박태현(T. H. Park) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
Proton Exchange Fuel Cells (PEMFCs)의 Flooding 을 진단할 수 있는 일반적인 In-situ 방법으로 Low-frequency Resistance (LFR)의 변동이 널리 사용되고 있다. 하지만 느린 주사속도의 한계점을 가진 LFR 은 Flooding 상태 진단에 있어서 즉각적으로 반응하지 않고, 동일 시간 기준 얻을 수 있는 데이터가 적기 때문에 신뢰성을 확보하기 쉽지 않다. 본 연구에서는 고 주사속도의 High-frequency Resistance (HRF)의 변동을 통한 PEMFC 의 Flooding 상태 진단법을 제안한다. PEMFC 에 3, 6, 9, 그리고 12 A 의 전류가 각각 20 분 동안 인가되었으며, 모든 전류밀도 영역에서 전압이 급감하는 Flooding 발생시 LFR, HFR, 그리고 공기극 Flow Channel 의 차압이 변동하였다. 높은 주사 속도의 HFR 로 임피던스 분광 시 다수의 데이터가 변동하는 경향성을 바탕으로 Flooding 진단에 있어 LFR 에 비해 높은 신뢰성을 확보하였다. 또한 Flooding 상태에서 수 초 지연되는 LFR 에 비해 HFR 은 즉각적으로 반응하기 때문에 실시간으로 연료전지의 상태를 파악할 수 있었다. 결과적으로 모든 전류 밀도 영역과 변동 부하에서 Flooding 진단이 가능한 이점을 통해 PEMFCs 를 탑재한 다양한 응용 장치에서 즉각적이고 신뢰성 높은 Flooding 진단이 이루어질 것이라 기대된다.
Evaluation of Performance in a Low Humidity Environment Using Ultra-fine Gaps in Carbon Nanotube
S. H. Jeong(정석훈),O. Kwon(권오빈),J. Kim(김재연),H. S. Choi(최희수),H. J. Cha(차현진),H. N. Yoo(유홍녕),H. O. Kim(김혜옥),T. H. Park(박태현) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.11월
To efficient fuel cell operation, reactants are spread to the catalyst layer in the order of bipolar plates, gas diffusion backing layer (GDBL), and micro porous layer (MPL). When reactants move from GDBL to MPL, the gap is decreased. This narrower gap allows uniform diffusion. In this study, an additional layer is fabricated having gaps smaller than MPL. The advantages are observed that of making reactants more uniformed. This layer is made using carbon nanotube (CNT). Also, this layer will maximize the diffusion of the gap of the 2 nm tube and will help wet of the membrane by hindering the movement of water due to the fine layer. The presence or absence of CNT layers was compared to determine diffusion characteristics, and each experiment was performed with 30, 65, and 100% RH to compare the performance at low humidity in the experiment. The electrochemical performance of various samples were evaluated through polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis.
일개 농촌지역 임신부의 모자보건실태에 관한 조사 : 1981년도 경기도 남양주군 수동면 Su-Dong Myun, Nam Yang-Ju Gun, Kyung-Gi Do
김정원,김혜옥,손현주,이유정,이지희,조숙,지용실,홍경화 이화여자대학교 의과대학 1982 梨花醫學誌 Vol.- No.14
The status of maternal and child health is one of the most important indicators to evaluate the community and national health. In the maternal and child health the precise and rapid method is reasonable prenatal care. In this view, this study carried out from July 13, 1981 to July 18, 1981 to strengthen MCH in a Korean rural community Su-Dong Myun, Nam Yang-Ju Gun, Kyung-Ki Do and following results were obtained, 1) The age distribution of pregnant women was that the age group of 25-30 rated highest with 40.0% and there were not below 20 and above 45. 2) About 40.0% of Pregnant women were educated at the elementary school level 32.5% the junior school level. On the other side, 42.5% of their husbands were educated at the junior school level, the elementary school was 25.0%. 3) About 65.0% of their husbands engaged in agriculture and 12.5% salaried men. 4) The frequencies of pregnancy increased in proportion to their age, the average frequencies of pregnancy is 2.9 and total number of pregnant cases is 76. 5) The spontaneous abortions of total frequencies (76 Cases0 rated 9.2%, induced deliveries 11.9%, still birth 6.6%, and live children 71.0%. 6) Average number of wanted children was 2.2, existing children were 1.3. Experienced persons practiced family planning were 35.0% and 43.0% of them used oral contraceptives. 7) The rate of recieving prenatal cares was 50.0% of total pregnant women, 45.0% were recieved at clinics, 35.0% at Health centers, and 60.0% of total pvenatal cares recieved were examined by doctors. Expected deliveries at home rated highest with 67.5% and expected deliveries by medical Personnels rated 32.5%. 8) 55.0% of pregnant women remembered the weight before pregnancy and the date of menstruation. There were standard weight increase with 15.4%, above increase with 30.8%, and below increase with 23.0%. 9) 67.5% was that the value of hemoglobin was below 11.0gm/dl and hematocrit was below 33.0%. 10) The blood pressure, all pregnant women were within normal range. Through the tests of edema, proteinuria and glycosuria, non of pregnant women was doubtful of toxemia. 11) In environment of food average number of family was 5. 87.5% of pregnant women provided dinner by herself. Nuclear family was 50.0% Simple tape water and pump was 72.5%. 50.0% used in oil and 40.0% woods. 12) Main food, subsidiary food rated 55.0%, 40.0% respectively. Eating between meals was self-sufficiency with 22.5%. 13) 30.0∼52.5% hardly ate animal protein food (ex. meat. fish, eff, milk, bean), 55.0% was not satisfied with food because of poor economics (73.0%). 14) In the relationship of eating habits and health, 50.0%. of all have interests, who were increasing caloric intake than before pregnancy was 32.5%, 20.0% kept taboo in foods because of pregnancy, especially animal protein food. 15) Pregnant women intake total 1995 Cal, protein 62g, lipid 18.4g, carbohydrates 398.2g, iron 15.1mg, calcium 497.2mg, phosphorus 671.7mg, Vit. A 5032 I.U. and ascorbic acid 70.7mg. 16) According to nutritional elements, caloric intake consisted of protein 12.4% lipid 8.3% and carbohydrates 78.2%. 17) Good quality of total protein was 15.0%.