화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2009년 봄 (04/23 ~ 04/24, 광주 김대중컨벤션센터)
권호 15권 1호, p.183
발표분야 공정시스템
제목 DMFC Bipolar plate 최적 유로 설계를 위한 3차원 CFD 시뮬레이션 모델링
초록 DMFC(Direct Methanol Fuel Cell)의 성능은 전극, 전해질, 집전체 등 전지 각 요소를 구성하는 소재들의 특성과 전지의 온도, 반응기체의 유량, 압력 등의 운전조건, 그리고 발생하는 열과 생성물의 처리방법 등 여러 가지 요인에 의해 복합적인 영향을 받게 된다. 특히, 전지판 전체에서 균일하게 전력이 발생할 때 우수한 성능을 나타낼 수 있다. 높은 에너지 변환효율과 에너지밀도를 얻기 위하여 가장 중요한 연구 중 하나는 bipolar plate의최적 유로 설계이다. DMFC는 메탄올을 연료로 사용하기 때문에 전지의 anode쪽 bipolar plate의 channel 내에 이산화탄소 기체가 발생하여 연료의 원활한 흐름을 방해하게 된다. 연료의 흐름이 원활하지 못하면 전지의 성능이 저하되므로 bipolar plate의 flow field설계가 연료전지성능 향상에 매우 중요한 역할을 한다고 할 수 있다. 이러한 연료의 흐름을 알아보기 위해 다양한 유로를 직접제작하는 대신 보통 CFD 시뮬레이션 기술을 사용한다.
따라서 본 연구에서는 DMFC의 Bipolarplate에 대해 3차원 CFD 기법을 사용, DMFC의 유동을 해석하고 성능을 평가하였다. 먼저 현재까지 구축해 놓은 모델을 기반으로 유로 후보군에 대한 시뮬레이션을 통해 유동해석을 실시하고, 알맞은 평가 방법을 이용하여 유로 후보군을 평가하였다. 그리고 평가를 통해 얻은 결과를 토대로 최적의 유로 설계 방안을 모색하였다.
저자 김민수, 임원섭, 문 일
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