• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2828-2833
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• 2008

Water management is one of many operating parameters, which influences the performance and stability of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). Local humidity condition including liquid water saturation has profound impacts on the distributions of overpotentials, current density, and membrane water content. Computational fluid dynamics simulations were conducted to investigate the effect of the inlet humidity variation on the performance of a PEMFC of $9\;cm^2$ active cell area with serpentine flow fields. The results showed that the performance of the simulated PEMFC remained at an almost same level when the cathode inlet humidity was changed from 100% to 60%, while reaching its maximum at air humidity of 80%. However, further decrease in the cathode inlet humidity below 40% started to significantly deteriorate the performance of the PEMFC. The variations of overpotentials, membrane water content, etc. due to the change in the cathode inlet humidity were also discussed.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.618-623
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• 2022

분리판은 반응물 및 전자를 전달하고 부산물인 물과 열을 배출하며, 막전극접합체의 지지체 역할을 하는 고분자전해질 연료전지의 핵심 구성요소이다. 따라서 분리판의 유로 구조는 연료전지의 성능을 향상시키는데 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 압축률이 다른 구리 폼을 cathode 분리판에 적용한 25 cm² 단위 전지를 이용하여 성능 평가를 수행하였다. 금속 폼의 압축률이 증가할수록 총 저항이 감소하였으며, 특히 전하전달과 물질전달 저항이 사형 유로에 비해 크게 개선되어 중전류밀도 및 고전류밀도 영역에서 전압 손실을 줄일 수 있었다. 가압한 공기를 사용한 사형 유로 구조의 경우 연료전지의 성능이 압축한 금속 폼(S3)을 적용한 유로와 중전류밀도 영역까지는 큰 차이가 없었으나, 고전류밀도 영역에서는 유로 구조의 한계로 낮은 성능을 보였다.

• 대한기계학회논문집
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• 제17권6호
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• pp.1621-1632
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• 1993

본 연구에서는 모델 냉각통로 내에 대한 유동장 및 열전달 계수분포를 구하기 위하여 수치적 방법에 의한 접근을 시도하였고 이를 위하여 본 연구실에서 개발한 유한체적법 유동해석 프로그램인 TURBO-3D를 사용하였다. 계산 영역은 터빈날개 내의 냉각유로를 단순화한 ㄹ자 형태의 유로를 설정하였으며 등온상태의 유동에 대하여 해를 구하였다.실제 고온의 터빈날개내에서는 큰 온도구배에 의한 강한 부력효과가 예상되어 이를 무시할 수는 없으나 등온 가정하의 유동장으로부터 Reynolds analogy 에 의한 열전달특성의 유추가 가능하다. 그러므로, 본 연구에서는 특히 회전수의 변화에 따른 Coriolis효과의 변화 및 2차 유동의 구조를 파악하였고 또한 이들에 의한 주 유동장과 압력분포 및 국부 열전달 특성을 파악하였다.

• 설비공학논문집
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• 제19권1호
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• pp.86-93
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• 2007

The PEM (polymer electrolyte membrane) fuel cell is one of the promising fuel cell systems as a new small power generating device for automobiles and buildings. The optimal design of cooling plates installed between MEA (membrane electrode assembly) is very important to achieve high performance and reliability of the PEMFC because it is very sensitive to temperature variations. In this study, six types of cooling plate models for the PEMFC including basic serpentine and parallel shapes were designed and their cooling performances were analyzed by using three-dimensional fluid dynamics with commercial software. The model 3 designed by revising the basic serpentine model represented the best cooling performance among them in the aspect of uniformity of temperature distribution and thermal reliability, The serpentine models showed higher pressure drop than the parallel models due to a higher flow rate.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제38권5호
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• pp.449-454
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• 2006

Neutron imaging technique was used to investigate the water distribution and movement in Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) at HANARO, KAERI. The Feasibility tests were performed in the first and second exposure rooms at the neutron radiography facility (NRF) at HANARO in order to check the ability of each exposure room, respectively. The feasibility test apparatus was composed of water and pressurized air before making up the actual test apparatus. Due to the low neutron intensity in the second exposure room, the exposure time was too long to investigate the transient phenomena of PEMFC. Although the exposure time was improved to 0.1 sec in the first exposure room, it was difficult to discriminate detail water movement at the channel due to the high noise level. Therefore, the experimental setup must be optimized according to the test conditions. Water discharge characteristics were investigated under different flow field geometries by using feasibility test apparatus and the neutron imaging technique. The water discharge characteristics of a 3-parallel serpentine are superior to those of a 1-parallel serpentine, but water at Membrane Electrode Assembly (MEA) was not removed, regardless of the flow field type.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.492-498
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• 2009

Six sigma methode was applied for optimization of flow field design of a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). The optimization between number of channel and channel/rib width was suggested in this paper with six sigma method. With the help of six sigma design of experiment (DOE) the number of experiments may be reduced dramatically. The fuel cell channel design optimization with results of these experiments with a 100 $cm^2$ serpentine flow field indicates a optimization data for a given constant operating conditions.

• 한국가스학회지
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• 제8권2호
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• pp.15-27
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• 2004

본 논문은 상용 프로그램인 Fluent를 이용하여 고분자 전해질 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell)의 바이폴라 플레이트 위에 새겨진 유로형상을 분석함으로서 연료전지의 성능을 향상시키는데 그 목적이 있다. 수소 소모량이 가장 많은 유로크기를 구하기 위하여 0.5 ${\~}$ 3.0mm의 범위에 대해 시뮬레이션을 수행하였으며, 유로너비, 지면너비, 유로깊이가 적을수록 아노드에서 수소이용율이 높음을 알 수 있었다. 유로너비가 증가하면 유로의 전체길이를 감소하므로 유로에서 압력하락이 감소하게 되며, 지면너비를 증가시키면 수소가 지면 밑으로 확산하여 수소의 순 소비가 감소하기 때문이다. 또한 유로너비를 변화시키는 것은 지면너비를 변화시키는 것보다 수소 소모에 민감하게 영향을 끼침을 알 수 있었다. 유로깊이에 따른 수소 소모량의 변화는 유로너비에 비해 크지 않으나 유로깊이는 바이폴라 플레이트의 부피에 크게 영향을 미치므로 가능한 한 적게 하여야 한다. 그러나 현실적으로 기계가공이 가능한 1mm이상의 유로에서는 유로너비 1.0mm, 지면너비 1.0mm, 유로깊이 0.5mm에서 수소 이용율이 가장 높았으며 최적 유로크기로 판단된다. 시뮬레이션결과로부터 최적 유로크기로 성형한 2cm${\times}$2cm크기의 대각선형과 5자형 유동장에 MEA를 결합한 단위전지의 성능을 100W 연료전지평가시스템을 이용하여 측정하였다. 측정결과는 대각선형과 5자형에서 유사하게 높은 OCV가 나타났으며, 전류밀도는 0.6V이하에서는 대각선형이 $2-40mA/m^2$ 더 높았으나 0.7-0.8V에서는 S자형이 $5-10mA/m^2$ 더 높게 나타났다.질을 향상시키고 의료자원의 효율적인 이용을 촉진하기 위해 호스피스 완화의료 서비스의 표준화와 제도화가 필요하다.를 활용한 사용자인터페이스(UI)디자인의 가능성을 확대시킬 수 있을 것이다. 스크린의 사용에 있어서 사용자의 시각적 한계성을 극복하기 위한 새로운 GUI의 시도와 제안은 향후 모바일 기기 디자인의 새로운 방향성을 제시하고 있다.각되며 이를 위해서는 호스피스 관련 기관뿐만 아니라 국가적 차원의 아동 호스피스에 대한 관심과 지원이 요구된다고 생각한다. 양상과 일치하였고 표준조건(water flux 1 cm/일)에서 예측된 이동소요시간에 따라 metolcarb는 most mobile, molinate와 fenobucarb, isazofos는 mobile내지 most mobile, dimepiperate는 moderately mobile이나 mobile, diazinon은 mobile, fenitrothion과 parathion은 slightly mobile 또는 mobile, chloipyrifos-methyl은 immobile이나 slightly mobile 등급에 속하는 것으로 나타났다.히 요구되고 있는 현실이다.브로 출시에 따른 마케팅 및 고객관리와 관련된 시사점을 논의한다.는 교합면에서 2, 3, 4군이 1군에 비해 변연적합도가 높았으며 (p < 0.05), 인접면과 치은면에서는 군간 유의차를 보이지 않았다 이번 연구를 통하여 복합레진을 간헐적 광중합시킴으로써 변연적합도가 향상될 수 있음을 알 수 있었다.시장에 비해 주가가 비교적 안정적인 수준을 유지해 왔다고 볼 수 있다.36.4%)와 외식을 선호(29.1%)${\lrcorner}$ 하기 때문에 패스트푸드를 이용하게 된 것으로 응답 하였으며, 남 여 대학생간에는 유의한

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.291-300
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• 2004

Performance of PEMFC is affected by many factors such as that of MEA, configuration of flow field, operating conditions, humidification, cooling and so on. In this study, in order to improve the performance of fuel cell, a small area fuel cell stack was made and its performance was tested under various operating conditions. Stack consists of 3 single PEM fuel cells. Channel is serpentine type and the active area of the electrode is $50cm^2$. The test results show that the peak power is 60W at $70^\circ{C}$ of stack temperature with humidification condition.

• 디지털융복합연구
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• 제14권6호
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• pp.245-251
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• 2016

3차원 모델링을 이용하여 연료전지의 유로형상과 유체의 흐름 방향에 따른 연료전지의 성능에의 영향성을 분석을 수행하였다. 본 연구에서 연료전지 내부의 각 유로형상과 유동장의 변화에 전류밀도와 온도의 분포가 어떻게 이루어져 있는지를 분석하였고, 연료전지 단위셀의 전체적인 성능을 분석하였다. 3차원 모델링을 수행하기 위하여 Navier-Stokes 방정식을 전산유체역학을 이용하여 풀었다. 전산유체역학에 전기화학반응의 모델을 융합하여 계산을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 직선유로와 실제 사용되는 형태인 직사각형 모양의 유로형태를 모사하여 유로구조의 영향성을 분석하였다. 그리고 유체의 유동장을 변형시켜 그 영향성과 결과를 비교해 보았다. 본 전산모사 연구를 통하여 연료가 풍부한 부분보다는 산소가 풍부한 부분에서 전류밀도가 보다 높은 것을 확인할 수 있었다. 또한 전반적으로 전류밀도가 높은 곳에서 온도가 높은 것으로 확인할 수 있었다. 본 연구를 통하여 온도의 분포와 유로형상과 유동장 그리고 전류밀도의 연관성을 확인할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제12권1호
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• pp.61-67
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• 2009

Flow-field design has much influence over the performance of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) because it affects the pressure magnitude and distribution of the reactant gases. To obtain the pressure magnitude and distribution of reactant gases in five kinds of flow-field designs, computational fluid dynamics (CFD) analysis was performed. After the CFD analysis, a single cell test was carried out to obtain the performance values. As expected, the pressure differences due to different flow-field configurations were related to the PEMFC performance because the actual performance results showed the same tendency as the results of the CFD analysis. A large pressure drop resulted in high PEMFC performance. The single serpentine configuration gave the highest performance because of the high pressure difference magnitudes of the inlet/outlet. On the other hand, the parallel flow-field configuration gave the lowest performance because the pressure difference between inlet and outlet was the lowest.