Efficiency Improvement Research in Proton Exchange Membrane Fuel Cell

Fuel cell performance evaluation logic was developed using G-language (LabVIEW) to measure performance stability. Degree of stability and reliability of performance data were improved with averaged value and standard deviation method. Water injection system was introduced and the performance using this method was comparable to that of conventional humidification method. Water injection system has advantage of lowering operation energy consumption, reducing the number of parts needed in humidification, therefore increasing efficiency of fuel cell system. Fuel cell performance was decreased in case of low temperature operation such as sub freezing condition. Air purge method was tested to reduce the water content in cell fixture before sub freezing condition. The performance degradation due to low temperature operation was minimized by air purge method in medium size cell fixture ($25cm^2$) case.

고분자전해질형 연료전지의 효율향상에 대한 연구

연료전지의 안정성 여부를 장시간에 걸쳐 측정하기 위한 stability test logic을 LabVIEW 기반으로 설계하여 개선된 평가 system을 구성하였다. 일반적으로 사용되어온 logic에서 탈피하여 다량의 데이터 수집을 통한 평균값과 표준편차를 도출함으로서 연료전지 성능 데이터의 안정성 검증과 신뢰도를 대쪽 향상시킬 수 있었다. 가습의 새로운 개념인 water injection system방법을 제시하였으며 양측가습의 경우와 비교할 때 4% 이하의 미미한 성능 차이를 보였다. Water injection system의 경우 가습에 필요한 에너지를 최소화할 수 있으므로 전체적인 에너지효율을 높일 수 있고 system을 소형화할 수 있다는 장점이 있다. 영하의 조건에 연료전지를 방치한 후 실험을 수행한 경우 성능이 다소 감소하였으며, 이와 같은 현상은 MEA의 구조 및 제조사에 따라 영향을 받는 것으로 사료된다. 연료전지 운전 후 영하의 상태로 내려가기 전에 가스를 사용하여 내부의 물을 제거하는 방법에 대한 실험을 수행하였다. 저온방치 전 건조실험에서 전극면적이 $25cm^2$인 경우에 성능저하가 거의 없었다.