재생에너지 통합이 증가함에 따라 전기-수소 연계 시스템의 효율적인 관리 전략이 요구됩니다. 기존 단일 연료전지 구성은 동적 조건에서 전력 용량과 효율이 제한적이며, 다중 스택 연료전지 시스템의 전력 할당 방식은 배터리 충전 상태와 수소 저장 조건을 간과하는 경향이 있습니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위해 전기-수소 연계 다중 스택 PEMFC 시스템을 위한 계층적 에너지 관리 전략을 제안합니다.
제안된 전략은 상위 감독 상태 기계 계층과 하위 장비 수준 제어 계층으로 구성됩니다. 상위 계층은 잔여 전력 수요, 리튬 배터리 …
항공 연료전지 추진 시스템 개발에서 열관리는 핵심 과제이나, 저압 및 밀리미터 스케일 기하학적 구조에서 저지구온난화지수(low-GWP) 유체에 대한 열수력학적 연구는 부족합니다. 특히, 압력과 질량 유속 등 제어 가능한 작동 변수가 열전달 성능, 비등 시작, 수력학적 손실에 미치는 복합적인 영향은 체계적으로 규명되지 않아 예측 모델 및 설계 방법 검증에 한계가 있었습니다.
본 연구는 이러한 간극을 해소하고자 수평 사각 채널(수력학적 직경 5mm)에서 R1233zd(E)의 유동 비등 특성을 조사했습니다. 입구 압력은 2.5~3bar…
본 연구는 전기화학 에너지 시스템 재료, 특히 고분자 전해질막(PEM) 연료전지 부품의 공간적 전도도 매핑을 위한 측정 방식으로 전기 임피던스 단층촬영(EIT)의 적용 가능성을 평가했습니다. 고분자 전해질막을 선택적으로 활성화 또는 비활성화하고, 촉매 코팅막(CCM) 및 가스 확산층에 인공 결함을 도입하여 EIT의 민감도와 진단 능력을 평가했습니다.
재구성된 전도도 분포는 주사형 전기화학 현미경(SECM)을 통해 독립적으로 검증하여 공간 대비 및 재구성 정확도를 확인했습니다. EIT는 활성화 상태 및 열화의 넓은 영역 변화를 신속하…
기존 소형 연료전지 시스템은 기계식 공기 펌프 사용으로 상당한 기생 전력 소모가 발생하여 효율 저하의 원인이 됩니다. 본 연구는 이러한 문제를 해결하고자 양극 배기 가스를 구동 유체로 활용하는 초경량(0.2g) 마이크로 이젝터를 개발하여 전력 소모 없이 음극 공기를 공급하는 방안을 제시합니다.
스테레오리소그래피 방식으로 제작된 이 이젝터는 100 kPa 미만의 저압 조건에서 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 통해 형상을 최적화했습니다. 이를 통해 최대 12의 동반비(ER)를 달성하며 4 이상의 높은 동반 효율을 보였습니다.
최적…
연료전지 스택에서 균일한 온도 분포는 시스템 설계 및 스케일업에 매우 중요하지만, 실험실 규모에서는 주로 엔드플레이트 가열 방식으로 온도를 제어합니다. 본 연구는 실제 스택 환경을 모사하기 위해 자가열 활성화 및 자가열 분극 실험을 수행하여 막전극접합체(MEA)의 열적 거동을 분석했습니다.
새로운 유럽 주행 사이클(NEDC) 프로토콜에 따라 MEA를 분극시키고, 동시에 정전류 전기화학 임피던스 분광법(GEIS)을 사용하여 R1, R2, C2 파라미터를 실시간으로 측정했습니다. 대칭적인 Pt 담지량을 가진 C-60-Pt, C-40-…