• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.34 no.7
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• pp.829-835
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• 2010

This paper presents a disposable power generator for microfluidic devices; the power generator has a tubular PEMFC and a $H_2$ generator. The tubular PEMFC has a tubular MEA (diameter: 1.52 mm) that is supported by a spiral wire electrode. The $H_2$ generator supplied $H_2$ to the tubular PEMFC; $H_2$ was generated via the reaction of Al foil (27 mg) and 5 M NaOH (0.12 ml). The open circuit voltage and power density of a unit cell of the tubular PEMFC were 0.81 V and $16.4\;mW/cm^2$ (0.35 V), respectively. The $H_2$ generator generated 11.6 ml $H_2$ for 15min. The power generator was continuously operated for 15 min at 0.64 mW (0.71 V) and for 10 min at 1.06 mW (0.46 V). We experimentally verified that it is feasible to use the proposed power generator as a power source for microfluidic devices; in the experiment, an LED (2.5 mW; 1.8 V) was lit for 10 min by using three serially connected TPEMFCs and one $H_2$ generator.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.209-212
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• 2007

고분자전해질형 연료전지의 구조 및 구성품의 물성에 따른 성능 및 물이동 현상에 관해서 많은 연구가 진행되고 있다, 이들 연구는 대체적으로 연료 전지의 BOP(Balance of plant)를 포함하는 연료전지 시스템에 관한 연구 보다는 단위 전지 및 스택에 관한 연구에 국한되어 왔다. 연료전지의 시스템에 관한 연구들 또한 세부적인 연료전지 내부의 거동에 대해서는 고려하지 않고 있었다. 이는 연료전지의 상세 모델을 이용해 연료전지 시스템에 대해 접근하기 보다는 시스템의 성능 및 동특성에 대한 연구가 주를 이루었기 때문으로 생각된다. 본 연구에서는 연료전지 음극의 수소 배출가스를 재순환할 경우 연료전지 내부에서의 거동에 미치는 영향에 대해 2차원 정상상태 모델을 이용하여 분석해 보았다. 또한 재순환된 수소에 의한 연료전지 내부 거동의 변화 및 수소 이용율 상승 효과를 연료 전지 성능과 함께 비교해 보았다 이를 위해 2차원 정상상태 모델을 개발하였고 이를 실험을 통해 검증하는 작업을 수행하였다. 여기에 사용된 연료전지 모델은 Gore社 의 $PRIMea^{(R)}$을 사용한 연료전지의 성능을 잘 예측하고 내부의 유동 및 물이동 현상에 관한 정보를 제공한다. 이는 여러 하이브리드 자동차용 연료전지 시스템이 연료전지 배출가스의 재순환을 고려하고 있는 상황에서 연료전지 작동 조건의 최적화에 유용한 정보를 제공 할 수 있다는 의의를 가진다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.18 no.4
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• pp.439-445
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• 2007

Proton exchange membrane Fuel Cells(PEMFCs) have been spotlighted because of their broad potential application for potable electrical devices, automobiles and residential usages. However, their utilization is limited to low temperature operation due to the electrolyte dehydration at high temperature. High temperature PEMFC operation offers high CO tolerance and easy water management. This review presents development of high temperature($120{\sim}200^{\circ}C$) PEMFC. Especially, PEMFC which is based on acid-doped PBI membrane is discussed.

• Journal of Digital Convergence
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• v.19 no.5
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• pp.279-284
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• 2021

In this study, the performance and distribution of fluid concentration, pressure, and current density of a proton exchange membrane fuel cell was investigated. In this paper, the two different types of flow field design were compared, singel channel and 5-channels. As a result, the 5-channels of flow field showed the better performance than that of single chanel. Especially, the single channel showed better performance in terms of mass transfer loss area.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.05c
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• pp.1-5
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• 2002

고체산화물 연료전지는 무공해 고효율의 에너지 발전 장치이다. 연료전지는 형태는 1 세대 알카리형 연료 전지부터 인산형, 고분자전해질형, 직접메탄올형, 용융탄산염형 그리고 3세대인 고체산화물형 연료전지들이 있다. 고체산화물 연료전지는 음극 및 양극 그리고 고온에서 작동되기 때문에 전해질 및 내부연결재 등이 많이 연구 개발되고 있다. 고체산화물 연료전지는 이동형으로부터 소형발전 시스템 및 대형 복합발전시스템에 걸쳐 많이 개발이 이루어지고 있다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2005.07a
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• pp.93-96
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• 2005

고분자전해질형 연료전지에서는 수소이온의 이온전도성 저하를 방지하기 위하여 외부에서 가습하여 주는 방식이 일반적이지만, 가습에 소요되는 부품을 일부라도 제거할 경우 연료전지의 효율은 높이고 제작단가도 경감할 수 있다. 이를 위하여 저가습 및 무가습 실험을 수행하였으며, 정확한 data의 수집과 시험장비의 자동제어를 위하여 National Instrument사의 compact field point (cFP)를 사용하였다. Humidifier와 heater의 온도를 조절하여 공급유체의 상대습도 및 온도를 각각 조절하였으며, 이에 필요한 이론적 온도는 Antoine equation 을 사용하여 산정하였다. Anode와 cathode 양측 $100\%$ 가습 경우를 기준으로 가습량을 조절하면서 실험을 수행하였으며 성능 차이를 그래프로 도시하여 양측의 변화에 대한 영향을 볼수 있도록 하였다. Stack의 온도가 $70^{\circ}C$이고 양측 무가습일 경우에 성능 측정이 어려워서 stack의 온도를 저온에서부터 변화시키면서 무가습 성능을 실시간으로 측정하여 보았다. 일반적으로 hydronium ion은 anode측에서 cathode측으로 계속 이동하여야 전기를 생성할 수 있으므로 cathode측 무가습이 anode측 무가습보다 성능이 더 잘 나오는 것으로 예측하였으나 이와 반대되는 경향의 실험 결과를 얻었다. 양측 무가습의 경우에는 공기 중의 상대습도와 back diffusion 등에 영향을 받을 수 있으므로 각종 변수들의 영향을 분리하여 관찰할 수 있는 실험을 수행 중에 있다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.62-62
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• 2005

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.384-387
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• 2005

Fuel cell has been well known as a clean alternative power for vehicles. Recently, an experimental technique has been developed measurement of species and distributions by using gas chromatograph. In this study, cathode channel oxygen distributions as various conditions were investigated using gas chromatograph and cell visualization. And discussed relation between flooding and oxygen concentrations. As a result of experiment, oxygen consumpt ion is affected wi th flooding. Flooding is observed in channel near hydrogen inlet, and oxygen consumption is low at that region.

• Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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• v.14 no.4
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• pp.75-80
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• 2005

An experimental study is carried out to investigate the performance and the efficiency humidifying Membrane Electrolyte Assembly and having the double-tied catalyst layers in a fuel cell system which is taken into account the physical and thermal concept. Subsequently, an electric output produced by PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) is measured to assess the performance of a stack, and the efficiency is also evaluated according to the different situation in which unit cell is placed with and without the humidification of the MEA. It is found that the measured values of stack voltage and current are influenced by the stack temperature, humidification, and the double-tied catalyst layers which give more enhanced values to be applied to electric units.

• Proceedings of the KSME Conference
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• 2008.11b
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• pp.2390-2395
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• 2008

The water droplet motion in an air flow microchannel with pores through which water emerges is studied numerically by solving the equations governing the conservation of mass and momentum. The gas-liquid interface is tracked by a level set method which is based on a sharp-interface representation for accurately imposing the matching conditions at the interface and is modified to implement the contact angle conditions on the wall and pores. The numerical results show that the droplet growth and detachment pattern depend significantly on the contact angle and inlet air velocity. Also, the dynamic interaction between the droplets growing on multiple pores is investigated. The pore arrangement subject to droplet merging is found to be not effective for water removal.