물 직접분사를 이용한 자동차용 PEM 연료전지 증발냉각에 관한 연구
저자
황성훈(Seonghoon Hwang) ; 김범준(Beomjun Kim) ; 김성일(Sungil Kim) ; 김민수(Minsoo Kim)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2012
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
2386-2390(5쪽)
제공처
In order to commercialize PEM fuel cell system in automotive industry, a lot of problems that are now being faced must be solved. Among these problems, stack cooling problem at high power range is one of the most critical problems. In case of when the PEMFC operates at high power range, the amount of generated heat is similar to electricity output of maximum over 100kW. Large amount of generated heat is very critical especially in the automotive PEMFC system. Because vehicles have limited inner space, heat exchanger and gas humidifier can’t be enlarged sufficiently. This constraint on the size of heat exchanger and gas humidifier leads to lack of stack cooling and decrease of electricity generation efficiency. Then lower efficiency makes the amount of generated heat larger and it brings about stack overheating. Continuous stack overheating accelerates membrane degradation and it can be fatal damage to membrane durability that leads to decrease of vehicle durability, reliability and performance. To solve this problem water direct injection method is used in this study. The water atomizing chamber with ultrasonic transducer is installed right before the stack of air supply line and atomized fine water droplets are directly injected into the channel by air flow momentum. Fine water droplets in the stack air flow channel absorb surrounding heat and then evaporate to vapor phase. By releasing the latent heat required in process of evaporating, stack inner temperature cooled down. And evaporated water vapors bring additional membrane humidification effect so efficiency of PEMFC stack increased. In this study, the experiments are performed according to the relative humidity of supply air, water direct injection flow rate at varied current density range.
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