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한국전기화학회 한국전기화학회

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Vol.16, No.1, February 2013

Numerical Simulation of Water Transport in a Gas Diffusion Layer with Microchannels in PEMFC? 39 ? 마이크로채널이 적용된 고분자 전해질 연료전지 가스확산층의 물 이송에 대한 전산해석 연구
JKES Vol.16, No.1, pp.39-45, February 2013
DOI : 10.5229/JKES.2013.16.1.39
Ahyoung Woo, Dowon Cha, Bosung Kim, and Yongchan Kim*우아영·차도원·김보성·김용찬*
Department of Mechanical Engineering, Korea Univ., Seoul 136-713, Republic of Korea고려대학교 기계공학과
물 관리는 저온에서 작동하는 고분자전해질 연료전지의 성능에 큰 영향을 미친다. 가스확산층 (gas diffusion layer, GDL)은 반응 가스를 촉매층의 반응영역으로 확산시키는 역할을 한다. 연 료전지의 작동온도가 60~80oC이기때문에, 고전류 밀도에서 생성된 물은 액적을 형성한다. 만약 생성된 물이 적절하게 제거되지 않는다면, GDL 내의 기공을 막게 되고 연료전지 성능이 저하 된다. 본 연구에서는 플러딩 현상을 막기 위해 마이크로채널 GDL 을 제안하였다. 기존 GDL 과 마이크로채널 GDL을 3차원으로 구현하여 공기 속도, 물속도, 접촉각의 변화에 따른 물의 이 송을 연구하였다. 전산해석 결과를 통해 마이크로채널 GDL에서는 낮은 유동 저항으로 인해 물 이 빠르게 제거되는 것으로 나타났다. 그러므로, 마이크로채널 GDL이 가스채널과 GDL 내부의 물 제거에 효율적임을 알 수 있다.
Keyword : Gas diffusion layer, Microchannel GDL, PEMFC, VOF simulation, Water transport

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