셀 간 채널 너비 변화에 따른 고분자막 연료전지 스택 유동 해석 (Flow Analysis in PEMFC Stack for Variation of Channel Width between Cells)

서지정보

· 발행기관 : 대한기계학회
· 수록지 정보 : 대한기계학회논문집 B / 44권 / 4호 / 265 ~ 271페이지
· 저자명 : 정병학, 손영준, 김승곤

초록

고분자막 연료전지는 높은 전력 밀도, 청정 에너지원, 그리고 비교적 낮은 온도 및 압력에서의 작동 가능성 등 다양한 장점 때문에 꾸준히 주목을 받고 있다. 통상적으로 단일 고분자막 연료전지는 0.6V~0.7V의 전압을 제공하고, 높은 전압을 얻기 위해서는 셀을 병렬로 연결하여 스택으로 제작한다. 스택 안에서의 균등한 반응물 분포는 높은 성능과 내구성을 위해서 필수적이다. 많은 셀이 쌓일수록 매니폴드에서 차압은 더 커지고, 이로 인해 불균등한 유동 분포가 발생한다. 이는 스택의 성능 상실과 기능 불량을 야기한다. 본 연구에서는 스택 내부 유동 분포를 조사하였다. 또한 셀 간 채널 너비 변화에 따른 유동 해석을 수행하여, 셀의 너비를 점차 증가시켜 불균등한 유동 분포를 줄이는 방법을 제안하였다.

영어초록

Proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs) continue to attract significant attention because of their various advantages, such as a high power density, clean energy source, and operation at a relatively low temperature and pressure. Generally, a single PEMFC can provide a voltage of 0.6 to 0.7 V, and several single cells are serially connected to build a stack for a high voltage. The uniform flow distribution in the stack is vital for high performance and stable operation. The more the number of cells stacked, the more is the pressure drop produced in the manifold, which is the main reason for the uneven flow distribution. An uneven flow distribution causes performance loss and malfunction of the stack. In this study, the pressure variation and the flow distribution in a fuel cell stack are simulated by FLUENT. Moreover, the gradient of the channel width between the cells is suggested to prevent uneven flow distribution.

참고자료

· 없음