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윤종진(JongJin Yoon),이종현(JongHyun Lee),안병기(ByungKi Ahn) 한국자동차공학회 2009 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2009 No.11
연료전지는 수소와 공기의 반응을 통해 전기를 생산할 수 있는 시스템으로 반응 생성물이 깨끗한 물 외에는 없는 미래 사회의 에너지 도구로 세계 각국에서 개발 중에 있다. 현대자동차에서는 80㎾급 PEMFC를 장착한 투싼/스포티지 연료전지 차량을 제작하여 운행 및 개발 중에 있다. 80㎾급 연료전지 스택에 적용된 분리판에 대하여 연료전지 내부의 수분분포 및 농도를 측정할 수 있는 중성자 가시화 기법을 이용하여 구조진단을 실시하여 수소 유로의 분기부 및 180도 회전부의 수분 응축과 같은 국부적인 Flooding 현상과 분리판의 반응면적 전체에 대한 불균일한 수분분포를 확인하였다. 신규 개발 스택에 적용된 분리판은 이러한 구조진단 결과를 바탕으로 변형된 직선유로 도입을 통한 180도 회전부 제거, 냉각수 입구와 인접한 부분에서 교차하게 되는 수소 출구 부분의 수분응축에 의한 Flooding 현상을 완화하기 위한 냉각수 유로를 적용하여 중성자 가시화 기법을 통하여 운전조건에 따른 수분분포를 조사하였다. 더불어 퍼지 조건에 따른 연료전지내 물 양 변화를 관찰 하였다.
이종현(Jonghyun Lee),김영민(Youngmin Kim),윤종진(Jongjin Yoon),손익제(Ikjae Son),고재준(Jaejun Ko) 한국자동차공학회 2010 한국자동차공학회 학술대회 및 전시회 Vol.2010 No.11
The objective of this work is to have much understanding of the life and the long-term performance of PEFC in transportation application which has start up/shut down, transient operation, and long-term storage without operation. To achieve the goal, we have conducted several approaches such as actual drive tests, simulated drive cycle tests, and accelerated tests. As a result of these studies, this paper presents a PEFC stack performance degradation mechanism which is composed of several failure modes like carbon support corrosion, Pt sintering/migration, radical attack, edge failure, and so on. The key component MEA and its materials simultaneously lose their functions in real operation. The damage on electrodes shows a rapid power loss in short-term operation, and the damage on membrane leads a fatal failure in long-term operation. In other words, PEFC stack lifetime is strongly related with repeated damages to the MEA in various vehicle operating conditions being made by car environment using start/stop, driving, stop(storage) and PEFC stack operating variables such as temperature, pressure, humidity, and so on. I and my colleagues hope that this study will support technology developments for enlarging PEFC durability.
이종현(Jonghyun Lee),손익제(Ikjae Son),윤종진(Jongjin Yoon),김영민(Youngmin Kim),오승찬(Seungchan Oh),고재준(Jaejun Ko) 한국자동차공학회 2008 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-
Maximum PEMFC stack power is one of the important criteria in its application. Most FCV has increased its maximum stack power up to 100㎾ to take some design margins such as service lifetime, vehicle drivability, and fuel cell system efficiency. Hyundai / Kia Motors have already unveiled in-house 80㎾ class stack in 2005. And also new bipolar plate design concepts for higher power beyond 80㎾ were demonstrated in 2007. Within the framework of this study. new stack design concepts have been characterized by various tests such as neutron imaging, cell voltage stability and performances with various operating conditions. The results obtained in new stack are compared with the old one.