In present work, optimized the manufacturing process of anode-supported tubular SOFCs cell and stack were studied. For this purpose, we first developed a high performance tubular SOFC cell, and then made electrical connection in series to get high voltage. The gas sealing was established by attaching single cells to alumina jig with ceramic bond. Through these process, we can obtain such high OVP as around 15V, which means that the electrical connection and gas sealing were optimized. Finally we developed a new tubular SOFC stack which shows a maximum power of 65W @ $800^{\circ}C$.
In this paper, operation algorithms are evaluated for a fuel cell hybrid electric vehicle (FCHEV). Power assist, load leveling and equivalent fuel algorithm are proposed and implemented in the FCHEV performance simulator. It is found from the simulation results that the load leveling algorithm shows poor fuel economy due to the system charge and discharge efficiency. In the power assist and equivalent fuel algorithm, the fuel cell stack is operated in a relatively better efficiency region owing to the battery power assist, which provides the improved fuel economy.
The advantages for using fuel cell instead of storages for powering electric vehicles are as follows : the energy density of fuel cell is greater than that of battery, fuel cell can be recharged much faster than battery. The objectives of this study are to investigate the status of Fuel Cell Vehicle technologies.
친환경 및 연비에 대한 요구와 제한은 하이브리드 차량과 같은 친환경 고연비 차량기술을 발전시켜왔다. 하이브리드 차량의 연비는 시스템의 특성으로 인해 주행 후 배터리 충전량의 변화를 연비에 반영시키는 등가연료사용량이 연료소비량에 추가되므로 제어전략에서 배터리 사용영역 증가만으로 연비를 향상시킬 수 없었다. 본 논문은 연료전지 하이브리드 차량을 matlab simulink상에서 모델링하고 기존제어전략에서 연료전지의 사용구간을 분석하여 연료전지 주 사용영역에서의 배터리와 연료전지 간 동력분배를 연비향상을 목표로 최적화하여 등가연료사용량을 포함한 총연비의 향상을 시도하였다.
연료전지는 일정하게 유지되는 전극-전해질계의 공정에 의해 연료와 산화제의 화학에너지를 전기에너지로 끊임없이 전환시킬 수 있는 전기화학장치이다. 인산형 연료전지는 전해질로 진한 인산염을 사용한다. 연료전지 시스템에서 가장 중요한 부분인 스택은 연료의 산화가 일어나는 anode, 산화물의 환원이 일어나는 cathode, 그리고 anode와 cathode를 분리시키고 이온을 전도시키는 전해질로 이루어져 있다. 연료전지의 성능은 시스템의 환경에 따른 작동 및 디자인 변수들에 의해 좌우된다. 따라서 연료전지의 핵심부분이라 할 수 있는 스택의 성능향상을 위하여 전산유체역학 코드를 이용한 스택에 대한 3차원적 모델링 및 전기화학반응이 포함된 모사를 수행하였다. 이로부터 산화제의 유량변화에 따른 스택 내부에서의 연료, 산화제 및 생성물의 농도, 그리고 반응에 의해 생성된 열의 전달에 의한 스택의 온도 분포 및 변화를 전산유체 코드인 FLUENT를 이용하여 계산하였다.
Electrochemical impedance spectroscopy(EIS) are using widely as a useful technique mainly in the field of electrochemical for the analysis of electrode reactions or characteristics of the composites. The response analysis of the systems technique provides comprehensive informations about the characteristic and structure of complex and internal reaction. The EIS is the method to measure impedance of the measurement target classified by the frequency, it select the equivalent impedance model to give same response from the result and it calculate the parameter. Therefore, the chemical reaction inside the fuel cell is to modeling to electrical impedance. And as repeating the same experiment in each of the operating point, we can get each different parameter. As a result, we can establish the equivalent impedance model in each operating point. Therefore, if we use these models, we can evaluate the fuel cell without the internal design parameter of the fuel cell as required in existing modeling. The EIS is used typically technique for distinguish status of fuel cell called SOH(State Of Health). When the fuel cell is degradation, Efficiency and health of the fuel cell is reduced because internal impedance is increase. As usage of these principles, we can evaluate state of fuel cell through the impedance analysis of fuel cells. In this study, we are presents EIS distinction system and algorithm for residential fuel cell systems. At the time of the fuel cell installation in the fields, the EIS system and proposed algorithm will be able to apply as technique for efficiency and performance evaluation about fuel cell system.
In Gyeom Kim;Sung Jong Yoo;Jin Young Kim;Hyun S. Park;So Young Lee;Bora Seo;Kwan-Young Lee;Jong Hyun Jang;Hee-Young Park
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제15권1호
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pp.96-110
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2024
Polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) are green energy conversion devices, for which commercial markets have been established, owing to their application in fuel cell vehicles (FCVs). Development of cathode electrocatalysts, replacing commercial Pt/C, plays a crucial role in factors such as cost reduction, high performance, and durability in FCVs. PtNi octahedral catalysts are promising for oxygen reduction reactions owing to their significantly higher mass activity (10-15 times) than that of Pt/C; however, their application in membrane electrode assemblies (MEAs) is challenged by their low stability. To overcome this durability issue, various approaches, such as third-metal doping, composition control, halide treatment, formation of a Pt layer, annealing treatment, and size control, have been explored and have shown promising improvements in stability in rotating disk electrode (RDE) testing. In this review, we aimed to compare the features of each strategy in terms of enhancing stability by introducing a stability improvement factor for a direct and reasonable comparison. The limitations of each strategy for enhancing stability of PtNi octahedral are also described. This review can serve as a valuable guide for the development of strategies to enhance the durability of octahedral PtNi.
이동 전자기기 혹은 이동 전원에 적용 가능한 휴대용 Fuel Cell에 필요한 재료는 놀은 전력을 요구하는 주택용이나 무공해 자동차용 및 대형발전 장비용 Fuel Cell과는 다르게 이해되어야 한다. 휴대용 Fuel Cell은 상온, 상압에서 작동되어야 하고 Fuel Cell의 효율을 높이기 위한 여러가지 주변 장치들이 제거 혹은 소형화 되어야 하므로, 이러한 열악한 조건에 적합한 재료의 개발이 필수적이다. 본 논문에서는 휴대용 Fuel Cell이 요구하는 촉매층, 확산전극, 수소이온 전도막 재료 및 Stack 혹은 Cell Pack의 개념에 대해 설명하고자 하며, 본 연구소에서 개발한 소형 PEMFC(MEA : 400㎽/㎠-무가습 수소/공기, 1 Bar, 30℃, Membrane: 0.1S/㎝; Stack : 40W)와 소형 DMFC (MEA : 50㎽/㎠-5M 메탄올 Passive, 상온 ; MEA : 100㎽/㎠ 2M 메탄올-Active, 1Bar, 상온 ; Membrane : Hybrid : Cell Pack : 2W)와 관련한 기술내용 및 상용화 전망에 대하여 언급하였다.
Ion-conducting polymer electrolyte membranes (PEMs) have recently used in developing fuel cell or solar cell for portable, mobile and residential applications [1]. Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), direct methanol fuel cell (DMFC), alkaline electrolyte fuel cell (AFC) and dye-sensitized solar cell have been employing the ion-conducting PEMs to complete their electrical circuits to produce electricity.(omitted)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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