고분자막전해질 연료전지의 열관리 = Thermal Management of Proton Exchange Membrane Fuel Cell

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서 개발하는 두 개의 중요 모델은 연료전지 스택 모델과 비정상에서 연료전지의 온도 응답을 조절하는ParametersValueFuel cell length(l)0.196(m)Fuel cell width(w)0.196(m)Catalyst layer thickness(zact)1.2910-5(m)Membrane thickness(tmem)1.0810-4(m) Characteristic length(L)1(mm)Ratio of specific area to char. thickness of electrolyte (d/a) 6.5×10-10(cm2)Fuel cell temperature(TFC) 75(℃)Total pressure (PC, PA)3(atm)Number of cells in FC stack400nH2, nO21.05, 2.0Equivalent weight(Mm)1100(kg/kmol)Dry density of membrane(rdry) 2.0(kg/m3)Charge transfer coefficient(b)1.24냉각계통 모델이다. 연료전지 스택 모델은 다시 전기 화학 반응을 모사하기 위한 군집체에서의 전기화학 반응 모델(agglomerate structured electrochemical reaction model)과, 막 전해질에서의 습증기 수송을 모사하기 위한 습증기 수송 모델(water transport model), 그리고 비정상 온도 응답을 모사하는 열전달 모델로 구성되어 있다. 냉각계통은 방열판, 냉각팬, 냉각 펌프 등으로 구성하였다. 본 연구는 연료전지 시스템의 비 정상 상태 온도 응답에 초점을 맞추기 때문에, 공기 공급계, 수소 공급계, 습도 공급계 등은 단순히 필요량을 공급해 줄 수 있다고 가정하였다. Table 1에서는 연료전지 스택의 사양을 찾을 수 있다.

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