Performance Evaluation of Hydrogen Generator for Fuel Cell Unmanned Aircraft

Performance of a hydrogen generator for a fuel cell unmanned aircraft was evaluated as the change of temperature environment. Sodium borohydride ($NaBH_4$) was used as a hydrogen source due to its high hydrogen content and good storability. The hydrogen gas was generated by the hydrolysis reaction using a catalytic reactor. Reaction chambers were set up with the range of temperatures from -20 to $60^{\circ}C$. The hydrogen generation rate and temperatures changes of reactor and separator were measured at the $NaBH_4$ concentrations of 20 and 25wt.%. As a result, the hydrogen generation rate was decreased as the repeated reaction cycles. It showed that the hydrogen generation rate was stable at low temperature, while at high temperature the hydrogen generation rate was rapidly decreased. The performance degradation was mainly caused by the catalyst loss and $NaBO_2$ deposition on the catalyst surface.

연료전지 무인기 탑재용 수소발생기의 성능평가

연료전지 무인기 탑재용 수소발생기의 온도환경변화에 따른 성능평가를 수행하였다. 수소 저장 및 발생을 위해 화학수소화물 중 수소함량이 높고 저장성이 우수한 수소화붕소나트륨($NaBH_4$)을 연료로 사용하였으며, 촉매를 이용한 가수분해반응을 통해 수소를 발생하였다. 수소발생기의 온도환경변화를 위한 저온 및 고온 챔버를 각각 준비하였으며, 온도범위는 $-20^{\circ}C$에서 $60^{\circ}C$까지 $20^{\circ}C$의 간격으로 설정하였다. 20과 25wt.%의 $NaBH_4$ 용액 농도에서 수소발생기의 수소발생률과 반응기와 분리기의 온도변화를 측정하였다. 수소 발생률은 반응주기가 반복될수록 감소하였으며, 저온 환경에서는 높은 수소발생률을 보였지만, 고온 환경에서는 수소발생률이 급격히 감소하였다. 수소발생률의 감소는 촉매유실과 촉매표면의 $NaBO_2$ 도포가 원인으로 확인되었다.