KCI등재
평행류와 Interdigitated 유로를 가진 교분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 성능특성에 대한 수치해석 = Numerical Analysis on Performance Characteristics of PEMFC with Parallel and Interdigitated Flow Channel
저자
이필형 (인천대학교) ; 조선아 (인천대학교) ; 최성훈 (인천대학교) ; 황상순 (인천대학교) ; Lee, Pil-Hyong ; Cho, Son-Ah ; Choi, Seong-Hun ; Hwang, Sang-Soon
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2006
작성언어
Korean
주제어
등재정보
KCI등재,ESCI
자료형태
학술저널
발행기관 URL
수록면
170-177(8쪽)
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고분자 전해질 연료전지의 분리판의 유동채널 설계는 고전류밀도에서 발생하는 농도분극에 직접적인 영향을 줄 뿐 아니라 생성되는 물의 효과적인 전달을 위하여 매우 중요하다. 평행류 유로와 interdigitated 유로의 성능비교를 위하여 연료극과 공기극이 포함된 완전한 형태의 고분자 전해질 연료전지의 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 수치해석모델을 사용하여 평행류 유동장과 interdigitated 유동장의 압력강하, 채널간의 물질전달, $H_2O$와 $O_2$의 농도 분포 그리고 i-V 성능을 비교하였다. 그 결과 물질전달에서 채널간의 대류에 의한 물질전할이 더욱 우수한 interdigitated 유동채널에서 성능이 더 높게 나타났으며 압력강하는 보다 크게 나타나 설계시 두가지 성능에 대한 상호보완이 필요함을 알 수 있었다.
더보기Optimum design of flow channel in the separation plate of Proton Exchange Membrane Fuel Cell is very prerequisite to reduce concentration over potential at high current region and remove the water generated in cathode effectively. In this paper, fully 3 dimensional computational model which solves anode and cathode flow fields simultaneously is developed in order to compare the performance of fuel cell with parallel and interdigitated flow channels. Oxygen and water concentration and pressure drop are calculated and i-V performance characteristics are compared between flows with two flow channels. Results show that performance of fuel cell with interdigitated flow channel is hi민or than that with parallel flow channel at high current region because hydrogen and oxygen in interdigitated flow channel are transported to catalyst layer effectively due to strong convective transport through gas diffusion layer but pressure drop is larger than that in parallel flow channel. Therefore Trade-off between power gain and pressure loss should be considered in design of fuel cell with interdigitated flow channel.
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