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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학술저널
- 저자정보
- 발행연도
- 2022.8
- 수록면
- 389 - 397 (9page)
- DOI
- 10.3795/KSME-B.2022.46.8.389
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초록· 키워드
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연료전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 요소인 가스확산층과 촉매층에서 수분관리를 위하여 기체확산층의 표면특성에 따라 액체와 기체의 거동특성을 계측하는 것은 가장 효과적인 가스확산층의 설계를 위한 필수적인 요소이다. 이 연구에서는 실제 연료전지의 가스확산층으로 사용하고 있는 탄소섬유지의 실제 내부 형상을 X-ray micro-tomography를 이용하여 획득하고 모델링하여 이를 LBM을 이용한 다상 유동특성 해석 코드에 인식시켜 기공도, 투과도 및 포화도를 수치적으로 계측하는 방법을 제안한다. 제안한 방법의 검증을 위하여 실제 탄소섬유지의 기공도와 투과도를 해석 결과와 비교하여 기공도는 90% 이상 일치하지만 투과도는 형상모델링 과정에서 발생하는 오차로 인하여 47% 정도 다소 낮은 정확도를 보였다. 기체확산층의 표면특성에 따른 액체의 포화도는 포화도가 10% 이하일 때 소수성특성의 GDL의 기공에 친수성 GDL과 비교하여 더 빠르게 채워지지만, 반대로 20% 이상의 포화도에서는 친수성특성의 GDL 기공에 액체가 더 빠르게 채워지는 특성을 보인다. 포화도 10%~20% 구간에서 포화속도는 큰 차이를 보이지 않는다.
목차
초록
Abstract
1. 서론
2. 본론
3. 결론
참고문헌(References)
참고문헌 (16)
참고문헌 신청
Kim, K. N., Kang, J. H., Lee, S. G. and Nam, J. H., 2015, “Lattice Boltzmann Simulation of Liquid Water Transport in Microporous and Gas Diffusion Layers of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells,” Journal of Power Sources, Vol. 278, No. 15, pp. 703~717.
Thiedmann, R., Fleischer, F., Hartnig, C., Lehnert, W. and Schmidt, V., 2008, “Stochastic 3D Modeling of the GDL Structure in PEMFCs based on Thin Section Detection,” Journal of the Electrochemical Society, Vol. 155, No. 4, Article B391.
Natarajan, D. and Van Nguyen, T., 2001, “A Two-Dimensional Two-Phase Multicomponent Transient Model for the Cathod of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell Using Conventional Gas Distributors,” Journal of Electrochemical Society, Vol. 148, No. 12, pp. 1324~1335.
Lee, S.-H., Nam, J. H., Kim, C.-J. and Kim, H. M., 2019, “Numerical Analysis of Liquid Water Transportation in GDL of a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Using Lattice Boltzmann Method: I. Effect of Wettability of GDL,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 43, No. 9, pp. 639~649.
Lee, S.-H., Nam, J. H., Kim, C.-J. and Kim, H. M., 2019, “Numerical Analysis of Liquid Water Transportation in GDL of a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Using Lattice Boltzmann Method: II. Effect of Contents of PTFE and Rib of GC,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 43, No. 9, pp. 651~660.
Thiedmann, R., Fleischer, F., Hartnig, C., Lehnert, W. and Schmidt, V., 2008, “Stochastic 3D Modeling of the GDL Structure in PEMFCs based on Thin Section Detection,” Journal of the Electrochemical Society, Vol. 155, No. 4, Article B391.
Natarajan, D. and Van Nguyen, T., 2001, “A Two-Dimensional Two-Phase Multicomponent Transient Model for the Cathod of a Proton Exchange Membrane Fuel Cell Using Conventional Gas Distributors,” Journal of Electrochemical Society, Vol. 148, No. 12, pp. 1324~1335.
Lee, S.-H., Nam, J. H., Kim, C.-J. and Kim, H. M., 2019, “Numerical Analysis of Liquid Water Transportation in GDL of a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Using Lattice Boltzmann Method: I. Effect of Wettability of GDL,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 43, No. 9, pp. 639~649.
Lee, S.-H., Nam, J. H., Kim, C.-J. and Kim, H. M., 2019, “Numerical Analysis of Liquid Water Transportation in GDL of a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Using Lattice Boltzmann Method: II. Effect of Contents of PTFE and Rib of GC,” Trans. Korean Soc. Mech. Eng. B, Vol. 43, No. 9, pp. 651~660.
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