유체역학과 컴퓨터 시뮬레이션의 융합을 통한 연료전지의 분석

김세현

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자료유형: 학술저널

저자정보: 김세현

저널정보: 한국디지털정책학회 디지털융복합연구 디지털융복합연구 제14권 제6호

발행연도: 2016.1

수록면: 245 - 251 (7page)

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3차원 모델링을 이용하여 연료전지의 유로형상과 유체의 흐름 방향에 따른 연료전지의 성능에의 영향성을 분석을 수행하였다. 본 연구에서 연료전지 내부의 각 유로형상과 유동장의 변화에 전류밀도와 온도의 분포가 어떻게 이루어져 있는지를 분석하였고, 연료전지 단위셀의 전체적인 성능을 분석하였다. 3차원 모델링을 수행하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 전산유체역학을 이용하여 풀었다. 전산유체역학에 전기화학반응의 모델을 융합하여 계산을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 직선유로와 실제 사용되는 형태인 직사각형 모양의 유로형태를 모사하여 유로구조의 영향성을 분석하였다. 그리고 유체의 유동장을 변형시켜 그 영향성과 결과를 비교해 보았다. 본 전산모사 연구를 통하여 연료가 풍부한 부분보다는 산소가 풍부한 부분에서 전류밀도가 보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 전반적으로 전류밀도가 높은 곳에서 온도가 높은 것으로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 온도의 분포와 유로형상과 유동장 그리고 전류밀도의 연관성을 확인할 수 있었다.

#연료전지 #유체역학 #전산유체역학 #융합 #유로형상 #Fuel Cell #Fluid Mechanics #Computational Fluid Dynamics #Convergence #Flow Field Design

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W. K. Lee / 1999 / The effects of compression and gas diffusion layers on the performance of a PEM fuel cell / J. of Power Sources 84:45~51

S-h. Kim / 2004 / The effect of stoichiometry on dynamic behavior of a PEM fuel cell during load change / J. of Power Sources 135:110~121

S-h. Kim / 2004 / The effect of reservoir and fuel dilution on the dynamic behavior of a PEM fuel cell / J. of Power Sources 137:43~52

S-h. Kim / 2005 / The effect of flow field design and coltage range on the dynamic behavior of a PEMFC / J. of Electrochem. Soc. 152:A1265~A1271

S. Kiattamrong / 2015 / Effects of the Geometry of the Air Flowfield on the Performance of an Open-Cathode PEMFC -Transient Load Operation / Energy Procedia 79:612~619

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