음극지지 고체산화물 연료전지 다공성 양극에서의 산소고갈 특성에 관한 수치해석 연구

신동우; 남진현; 김찬중

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자료유형: 학술저널

저자정보: 신동우 (서울대학교) 남진현 (대구대학교) 김찬중 (서울대학교)

저널정보: 대한기계학회 대한기계학회 논문집 B권 대한기계학회논문집 B권 제41권 제4호 (통권 제379호)

발행연도: 2017.4

수록면: 257 - 268 (12page)

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본 논문에서는 우선 전기화학 유효도 모델에 기반하여 고체산화물 연료전지의 효율적인 2차원 해석모델을 제안하였다. 전기화학 유효도 모델은 연료전지 전극내 전해질 근처의 얇은 활성기능층에서 일어나는 복잡한 반응/전달현상을 고려하여 전극의 전류생산 성능을 정확하게 예측할 수 있는 장점을 가진다. 개발된 2차원 해석모델은 신뢰성을 검증한 후 음극지지 고체산화물 연료전지의 유로 횡방향 전류밀도 및 산소농도 분포를 계산하는데 사용되었으며 이를 통해 다공성 양극에서의 산소고갈 특성을 고찰하였다. 또한 효율적이면서도 정확한 계산을 위한 유로 횡방향 최소 필요격자수에 대한 수치해석 연구도 진행하였다.

#Solid Oxide Fuel Cell(고체산화물 연료전지) #Anode-Supported(음극지지) #Oxygen Depletion(산소고갈) #Electrochemical Effectiveness Model(전기화학 유효도 모델) #Active Functional Layer (활성기능층)

참고문헌 (17)

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O’Hayre, R., Cha, S. W., Colella, W. and Prinz, F. B., 2009, Fuel Cell Fundamentals, 2nd Ed., John Wiley & Sons, New York.

Lo Faro, M., Antonucci, V., Antonucci, P. L. and Arico, A. S. 2012, Fuel Flexibility: A Key Challenge for SOFC Technology, Fuel, Vol. 102, pp. 554~559. Zhao, F. and Virkar, A. V., 2005, Dependence of Polarization in Anode-supported Solid Oxide Fuel Cells on Various Cell Parameters, J. Power sources, Vol. 141, No. 1, pp. 79~95. Wang, Z., Zhang, N., Qiao, J., Sun, K. and Xu, P., 2009, Improved SOFC Performance with Continuously Graded Anode Functional Layer, Electrochem. Commun., Vol. 11, No. 6, pp. 1120~ 112. Brus, G., Iwai, H., Sciazko, A., Saito, M., Yoshida, H. and Szmyd, J. S., 2015, Local Evolution of Anode Microstructure Morphology in a Solid Oxide Fuel Cell after Long-term Stack Operation, J. Power Sources, Vol. 288, pp. 199~ 205.

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