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용융탄산염 연료전지의 운전변수가 성능에 미치는 영향에 대한 수치모사와 실험치와의 비교
오인환,안영주,홍성안,남석우,임태훈,정귀영,주재백 한국화학공학회 1995 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.33 No.4
용융탄산염 단위연료전지에서 등온가정하에서 운전변수가 성능에 미치는 영향을 모사하기 위한 수학적 모델이 제시되었다 문헌상의 음극저항식 중 아레니우스 상수에 2배를 하여 계산된 총괄저항값은 실험치와 일치하였다. 이 결과를 기초로 하여 전류밀도, 가스이용률(즉 유속), 가스조성, 전지온도가 성능에 미치는 영향에 대한 수치모사와 실험치[1]를 비교 연구하였다. 등온모델에서 운전변수가 전압, 출력 등의 성능에 미치는 영향에 대한 수치모사 결과는 실험치와 잘 일치하였다. A mathematical model is proposed to simulate the effect of variables on cell performances of molten carbonate unit fuel cell at the constant temperature. Values of the total cell resistance calculated with twice of the Arrhenius constant in the equation of anode resistance, presented in the reference, agreed well with experimental data. On the basis of these results, numerical calculations of the effects of current density, the gas utilization(i.e. flow rate), gas compositions, and cell temperature on the cell performances were compared with experimental data[1]. At the constant temperature, numerical calculations of the effects of operating variables on the cell performances, such as voltage and power, were agreed well with experimental data.
용융탄산염 단위 연료전지 내의 에너지와 물질수지에 의한 온도분포의 예측과 운전변수의 영향
오인환,안영주,홍성안,남석우,임태훈,정귀영,주재백 한국화학공학회 1994 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.32 No.6
용융탄산염 단위연료전지의 전류밀도와 온도분포를 모사하기 위한 수학적 모델이 제시되었다. 이 모델에서 전기화학반응에 의한 가스의 전환율, 전도, 대류 및 복사 열전달, 반응에 의한 가스의 생성열과 소모열을 고려하여 흐름형태가 십자류와 평형류일 때 단위전지 내의 전류밀도분포와 온도분포를 구하였다. 이것을 기초로 가스의 유량과 양극가스 대 음극가스의 유량비 변화에 대한 전류밀도분포와 온도분포를 구하였다. 전류밀도분포는 음극가스, 온도분포는 양극가스의 영향을 많이 받았는데 전지 내에 균일한 온도분포를 유지하기 위해서는 입구에서의 양극가스 대 음극가스의 유량비가 0.25 정도 되도록 흘려보내는 것이 바람직했다. A mathematical model is proposed to simulate the current density and the temperature distribution of molten carbonate unit fuel cell. In this model, conversion of gases, heat transfer by conduction, convection, and radiation, and heat generation by reaction were considered for the cross and the parallel flow type fuel cell. Additionally, the effects of the gas flow rate and the ratio of the flow rate of the cathode gas to that of the anode gas were studied. It was seen that the current density distribution was affected by the anode gas, while the temperature distribution by the cathode gas. It was also found that, in order to get an uniform temperature distribution, the ratio of the flow rate of the cathode gas to that of the anode gas should be around 0.25.