• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.83.1-83.1
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• 2010

A Dead-end mode operation is one of the best way to maximize the gas usage rate. But, some components of fuel cell stack like gas diffusion layer(GDL) or membrane can be damaged in dead-end mode operation. In this study, a Large Scale Polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC) for a dead-end operation has been developed. The stack is composed with 4 cells which has over 400cm2 of active area. Hydrogen is used as a fuel, and oxygen is used as a oxidant. The dead-end operation performance was evaluated by a long-term dead-end mode operation. The fuel cell stack is operated over 1,500 hours in dead-end mode operating fuel cell test station. And the performance change of the fuel cell stack was investigated.

• 한국생산제조학회지
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• 제20권2호
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• pp.129-132
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• 2011

This paper presents small hydrogen regulator for the mobile fuel cell. Mobile fuel cell is generally classified into open-end type and dead-end type. In the open-end type, flow rate of hydrogen is constantly controlled, while pressure of hydrogen is constantly maintained in the dead-end type. Considering the efficiency and stability of the fuel usage, dead-end type is more suitable with mobile fuel cell. Mobile fuel cell operated by dead-end mode requires hydrogen regulator which controls the hydrogen pressure from 0.1bar to 0.5bar within 3% error. In this paper, small hydrogen regulator (volume of 2.6cc) was fabricated by stainless steel. Regulation characteristics was experimentally evaluated.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.136-147
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• 2015

Dead-ended operation of Proton Exchange Membrane Fuel Cell(PEMFC) provides the simplification of fuel cell systems to reduce fuel consumption and weight of fuel cell. However, the water accumulation within the channel prohibits a uniform supply of fuel. Optimization of the purge strategy is required to increase the fuel cell efficiency since fuel and water are removed during the purge process. In this study, we investigated the average voltage output which depends on two interrelated conditions, namely, the supply gas pressure, purging valve open time. In addition, flow visualization was performed to better understand the water build-up on the anode side and cathode side of PEMFC in terms of a variety of the current density. We analyzed the correlation between the purge condition and water flooding.

• 대한설비공학회:학술대회논문집
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• 대한설비공학회 2008년도 동계학술발표대회 논문집
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• pp.567-571
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• 2008

PEM Fuel Cell operation mode can be classified into dead-end mode or open mode by whether the outlet port is blocked or not. Generally, dead-end type fuel cell has some merits on the pressure drop and system efficiency because it can generate more power than the open type fuel cell due to high operating pressure condition. However, the periodic purging process should be done for removing water which is formed as product of a reaction in the gas diffusion layer. In this study, cathode side dead-end type operation has been conducted. Moreover, pulsating flow generator at the outlet of cathode side has been suggested for increasing the period to purge the formed water because the pulsating flow can make formed water scattered uniformly over the whole channel. As a result, the purging period with pulsation increased by 1.5-2 times longer than that without pulsating.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.336-340
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• 2009

This paper presents experimental results carried out on the purge characteristic of the anodic dead-end mode fuelcell and how to improve the cell performance by pulsation effects. The dead-end mode fuelcell has some merits that a fuel supplying device is not needed and the cell power is higher than that in the open mode fuelcell. However, the purge is necessary for preventing the porous media from being flooded by liquid water formed in the channel. At this time, the un-reacted fuel is discharged with the liquid water together in purge process. The discharged fuel can make the fuel efficiency lower. Therefore, the number of purge times should be decreased for the better fuel efficiency. In this study, the outlet of the anode channel was equipped with a purge solenoid valve and a pulsation generator. The purge times was decreased when the current density decreased and operation pressure increased without the pulsation effects. In addition, when the pulsation effects such as various frequencies or amplitudes were applied, purge times was alleviated up to 40%.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.133-136
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• 1998

0.1 내지 $4 \mum$의 입도분포를 가진 kaolin용액을 dead-end형 여과 장치(Amicon Cell, 8050)를 이용하여 공칭세공이 $0.2 \mum$인 PTFE막으로 농도 및 운전압력에 따른 투과실험을 하였다. Kaolin 용액의 투과유속은 케이크 저항이 지배적이었으며 초기에는 분리막 표면에 케이크가 형성되고 그 후에 분리막 세공의 오염이 발생하는 것으로 관찰되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.89.2-89.2
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• 2011

In automotive applicatons or water vehicles, the polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC) stack is keep moving while their operation. Especially the inclination environment can take a effect to fuel cell stack perfromance, because this condition can cause a bad effect to water exhaust of fuel cell stack. In this study, a large scale stack(over 100kW power) is inclined upto 30 degree in lengthwise and crosswise using stack lift equipment. And the stack is operated in 10~100% load. No significant change has appeared in crosswise inclined condition and lenthwise low angle. But in lenthwise large angle tilting condition, the fuel cell performance has significantly decreased. And this performance decrease is aggravated in low load. An active water exhaust device is applied to the stack to prevent the performance decrease. And in lenthwise large angle tilting condition, this device cause a good effect to fuel cell stack performance.

• 멤브레인
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• 제12권3호
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• pp.165-170
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• 2002

씻어나온 쌀(무세미) 생산공정 중 발생하는 쌀뜨물 중 함유된 유효성분, 특히 단백질 회수를 위한 분리막 공정에 관하여 검토하였다. 먼저 dead-end형 Amicon 여과셀을 이용하여 단백질 농축에 적절한 분리막을 선정하였으며 이를 토대로 중공사형 한외여과 모듈 또는 가정용 정수기에 사용되는 나권형 나노여과 및 역삼투 모듈을 이용한 투과실험을 행하였다. 그 결과, 분획분자량이 10,000 dalton인 한외여과막은 쌀뜨물내 유효성분 내지는 단백q질을 농축하기에 적절하지 않았다. 그러나 역삼투 또는 나노여과 모듈에 9% 가량의 단백질이 함유된 원료용액을 250%까지 농축할 경우, 역삼투 모듈 농축액중에 단백질의 농도는 22%로서 약 2.4배가 농축되었으며 나노여과 모듈의 경우는 약 2배까지 단백질을 농축할 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권6호
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• pp.643-648
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• 2010

출구부가 폐쇄된 데드앤드 모드 운전은 연료이용률이 높고, 부가장치 소모동력이 작기 때문에 소형연료전지 분야에 널리 적용되고 있다. 하지만 수증기나 질소 등과 같은 불순물의 축적으로 인해 성능이 저하되는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 성능 저하의 요인 중 수분 축적의 영향을 알아보기 위해 부하 방식에 따른 거동, 퍼징 전후 분극 성능, 수분 축적 분포, 공기극 상대습도에 따른 성능을 알아보았다. 본 실험에 적용된 운전 조건에서의 성능 거동은 정전압 부하(0.4V)보다 정전류밀도 ($600mA/cm^2$)부하에서 보다 안정적으로 나타났다. 가시화 창을 통해 수소극에 축적된 대부분의 수분은 출구부에 가까운 부분에 분포함을 알 수 있었다. 또한 공기극 상대습도(0.15, 0.4, 0.75 RH)가 높아질수록 성능 유지 시간은 감소한 반면 성능 감소율은 증가하였다. 특히, 상대습도 0.15에서의 성능 기준으로 평균출력밀도는 51% 증가하였고, 평균성능유지시간은 25% 감소하였다.

• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.646-652
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• 2022

Dead ended anode (DEA) 시스템은 수소극(anode) 출구를 막고 압력으로 연료를 공급하는 방식이다. DEA 방식은 시스템 단순화를 통해 연료이용효율과 전력 효율을 향상시킬 수 있다. 하지만 DEA 운전 중 공기극(cathode)에서 수소극으로 질소와 물의 역확산으로 인한 범람(flooding)이 발생한다. 이러한 범람 현상은 연료전지 성능 저하와 전극 열화의 주요 요인이 된다. 따라서 DEA 운전 시 범람을 방지하기 위하여 연료전지 구조와 구성요소가 최적화되어야 한다. 본 연구에서는 DEA 시스템에서 연료전지의 성능과 연료이용효율 향상을 위해 발포 금속을 적용한 다공성 유로에 대한 영향을 조사하였다. 그 결과, 공기극에 다공성 유로를 사용한 경우 효과적인 물 관리로 연료전지 성능과 배출 간격(purge interval)이 개선되었고, 이를 통하여 공기극 유로 구조가 물 역확산에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 이에 반해 수소극의 다공성 유로가 연료전지 성능에 미치는 영향은 미미하였다. DEA 시스템에서는 발포 금속 물성이 배출 간격에 영향을 미치며 cell 크기가 큰 발포 금속에서 안정적인 성능을 나타내었다.