잠수함(정)용 고분자 전해질막 연료전지의 이방성 가스확산층의 영향에 대한 연구
© 2019 Korea Society for Naval Science & Technology
초록
잠수함 및 무인잠수정의 추진에너지로서 각광받고 있는 고분자 전해질막 연료전지의 출구폐쇄모드는 가스확산층(gas diffusion layer)에 수분이 쌓여 성능저하를 일으키게 됨에 따라 수분을 일시적으로 제거하는 퍼지(purge)과정을 수행하게 된다. 본 연구에서는 퍼지로 인한 연료손실이 감소된다는 점을 고려하여 가스확산층의 이방성에 따른 퍼지특성을 알아보았다. 연료전지 스택(stack) 체결시 0도 가스확산층과 90도 가스확산층을 사용하여 가스확산층 변형정도를 확인한 결과 90도 가스확산층의 변형이 0도 가스확산층에 비해 적게 나타났고, 그에 따라 퍼지주기 역시 길게 나타나 배출되는 연료를 최소화할 수 있음을 확인하였다. 이러한 결과는 향후 잠수함(정) 및 무인잠수정의 잠항시간 증가를 위한 개발에 참고가 될 것이다.
Abstract
Dead-end mode Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell(PMEFC), emerging as a power of submarine and Unmanned Underwater Vehicles according to anisotropy of Gas Diffusion Layers (GDL) was studied. Dead-end mode PEMFC must execute purge periodically because water accumulates in GDL after response of fuels. Because the deformation happens when fuel cell stack is assembled, the deformation can be differed by difference of physical strength. So, we make a comparison with 0 degree GDL and 90 degree GDL to identify the difference of deformation and purge characteristics. As a result, 90 degree GDL have lower deformation and longer purge period, which means there is longer underwater time of submarine and UUV. This result will be a reference to the development for propulsion capability of future naval submarine and UUV.
Keywords:
Anisotropy, Gas Diffusion Layer, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell, Permeability, Mean Purge Interval키워드:
이방성, 가스확산층, 고분자 전해질막 연료전지, 투과도, 평균 퍼지주기References
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