• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.842-851
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• 2011

A multi-cell test system with 25 independent cells is used to test different electrode materials simultaneously for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). Twenty-five segmented membrane electrode assemblies (MEAs) having the same or different Pt-loading are prepared to analyze the performance deviation of cells in the multi-cell test system. Improvements in the multi-cell test system are made by ensuring that the system performs voltage sensing for the cells individually and inserting optimum gaskets between the MEAs and the graphite plates. The cell performances are improved and their deviations are significantly decreased by these modifications. The performance deviations changed according to various cell configurations because the operating conditions of the cells, such as the gas flow and concentration, differed. This cell system can be used to test multiple electrodes simultaneously because it shows relatively uniform performance under the same conditions as well as linear correlation with various catalyst loadings.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.17-20
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• 2006

한국에너지기술연구원에서는 가정용 고분자연료전지 열병합 발전시스템을 위한 통합형 천연가스 연료처리 시스템을 개발해 왔다. 가정용 시스템으로서 필수적인 소형화와 고효율을 현실화하기 위해, 연료처리 시스템의 각 단위 공정 즉 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 공정 등을 이중 동 심관형 반응기에 통합하여 상호 열교환이 용이하도록 반응기를 설계하였다. 현재 시험 운전 중인 Prototype-I 연료 처리 시스템은 1kW급 고분자 연료전지 열병합 발전 시스템에 개질 가스를 공급하기 위해 설계되었으며, 기초 성능은 정격 부하 운전시 열효율 78% (HHV 기준), 메탄 전환율 91%이다. 개질 가스 내 일산화탄소 농도는 고분자 연료전지 전극의 피독을 피하기 위해 10ppm 이하로 유지되어야 하며, Prototype-I 연료 처리 시스템은 백금과 루테늄 촉매를 적용한 선택적 산화 반응기를 통해 개질 가스 내 일산화탄소 농도를 10ppm 이하로 제거하였다. 일반 가정에서는 고분자 연료전지 시스템의 부하 변동이 예상되기 때문에 연료 처리 시스템의 부하 변동 운전 특성도 살펴보았다 정격 부하에서 80%, 60%, 40%로 부하를 변동하며 운전하였고, 각 부하에서 안정한 메탄 전환율과 10ppm이하의 일산화탄소 농도를 보였다. 80%까지는 열효율이 77%로 큰 변화를 보이지 않았으며, 60%에서는 76%, 40%에서는 72%로 열효율이 감소하는 현상을 보였다 연료 처리 시스템의 일일 시동-정지 운전시 내구성을 테스트 중이다. 현재까지 50여회의 일일-시동 정지를 시도하였다 시동 후 약 세 시간가량의 정력 부하 운전을 실시한 후 부하 변동을 실시하였고, 총 운전 시간 8시간 정도 운전한 후 시스템을 정지하였다 메탄 전환율과 일산화 탄소 농도, 열효율을 모니터링 하고 있으며, 현재까지 초기 성능을 그대로 유지하고 있다. 앞으로 일일시동-정지 운전 시험을 지속하면서 초기 시동 특성 및 부하 변동에 따른 응답 특성 개선, 그리고 연료전지와의 연계 운전을 실시할 예정이다

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.140-140
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• 2009

The polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC) with the advantages of low-operating temperature, high current density, low cost and volume, fast start-up ability, and suitability for discontinuous operation becomes the most reasonable and attractive power system for transportation vehicle and micro-grid power plant in a household. 200W PEM-type FCs system was integrated by this study, then the electrical characteristics and diagnosis of the fuel cell were analyzed with variations on mass flow rate and stack temperature. The ranges of the variations are $20{\sim}70^{\circ}C$ on stack temperature and 1~8L/min on $H_2$ volume.

• Carbon letters
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• 제14권2호
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• pp.110-116
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• 2013

This study investigated a developed process for producing a composite bipolar plate having excellent conductivity by using coal tar pitch and phenol resin as binders. We used a pressing method to prepare a compact of graphite powder mixed with binders. Resistivity of the impregnated compact was observed as heat treatment temperature was increased. It was observed that pore sizes of the GCTP samples increased as the heat treatment temperature increased. There was not a great difference between the flexural strengths of GCTP-IM and CPR-IM as the heat treatment temperature was increased. The resistivity of GPR700-IM, heat treated at $700^{\circ}C$ using phenolic resin as a binder, was $4829{\mu}{\Omega}{\cdot}cm$ which was best value in this study. In addition, it is expected that with the appropriate selection of carbon powder and further optimization of process we can produce a composite bipolar plate which has excellent properties.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.550-553
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• 2008

In this paper, experiments of air-breathing proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) for mobile devices were carried out according to the cathode conditions. These conditions are defined by the cathode flow field plate type (the channel type, the open type) and the cathode surface direction. Single cell and 6-cell stack were used in this experiments. The experimental results showed that the open type cathode flow field plate gave better performance for small size PEMFCs because the open type cathode plate allowed better air convection than the channel type cathode plate. In the experiments related to the direction of the slits on the cathode flow field plate, the horizontal slit cell was better than the vertical slit cell. With respect to the cathode surface direction, when the cathode surface is placed in the direction normal to the ground, PEMFC generated more stable power in the mass transport loss region.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.412-414
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• 2009

In recent times, starting up polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFC) in sub-zero condition is a great challenge of fuel cell electric vehicle(FCEV). The water produced in a cathode during PEMFCs operate. The water changes into the form of solid/ice in sub-zero temperatures and this makes trouble in PEMFC cells. Voltage of PEMFC drops and cold startup is failed. This paper describes an experimental study on the effect of thermal cycle to degradation of MEA in PEMFC.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.166-168
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• 2007

고분자 전해질 연료전지는 다수의 단위 cell을 적층하여 stack을 형성하게 되며, 각 단위 cell 은 분리판과 MEA 사이에 gasket을 장착하게 된다. 이때 장착된 gasket은 분리판과 MEA사이의 일정한 gap을 유지하여 가스를 균일하게 분배되도록 할 뿐만 아니라, 가스 유출을 막는 sealing 재(材)로서의 역할을 한다. 따라서 고분자 전해질 연료전지의 성능확보를 위해서는 내구성 및 가스 기밀성이 우수한 gasket 개발이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 이러한 gasket 물성을 만족시킬 수 있는 고분자 전해질 연료전지용 gasket을 개발하고자 하였으며, 이를 검증하기 위하여 가혹 조건에서 실험을 수행하였다. 그 결과 종래의 gasket 보다 열적, 화학적 및 가스기밀성 변에서 우수한 고분자 전해질 연료전지용 gasket을 얻을 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.24-27
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• 2007

한국에너지기술연구원에서는 가정용 고분자연료전지 열병합 발전시스템을 위한 통합형 천연가스 연료처리 시스템을 개발해 왔다. 본 고에서는 연료처리 시스템의 운전 시 모사 연료극 가스 공급이 미치는 영향에 대해 고찰하고, 부하 변동 시 각 단위 공정의 온도 변화와 CO 농도 변화 현상에 대처하기 위한 방법을 제시하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.146-149
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• 2007

The 2-step manufacturing method consisting of preforming and stamping processes was developed to manufacture composite bipolar plates for PEMFCs. The preform was composed of expanded graphite, graphite flake and phenol resin. Precuring conditions were optimized by checking the electrical conductivity, flexural strength and microstructure. Precuring temperature ($100^{\circ}C$) slightly above the melting point of phenol powders ($90^{\circ}C$) induced moderate curing, but also prevented excessive curing. Preforms utilizing the tangled structure of expanded graphite were easily fabricated at low pressure of 0.07-0.28MPa. The proper precuring time, 5min, was determined to fabricate the preform stably because insufficient and excessive precuring deteriorated the flexural strength of composite bipolar plates.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.439-445
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• 2007

Proton exchange membrane Fuel Cells(PEMFCs) have been spotlighted because of their broad potential application for potable electrical devices, automobiles and residential usages. However, their utilization is limited to low temperature operation due to the electrolyte dehydration at high temperature. High temperature PEMFC operation offers high CO tolerance and easy water management. This review presents development of high temperature($120{\sim}200^{\circ}C$) PEMFC. Especially, PEMFC which is based on acid-doped PBI membrane is discussed.