Kim, Heon-Young;Kim, Jung-Min;Kim, Dae-Young;Suh, Jung-Do;Yang, Yoo-Chang;Im, Cheol-Ho
한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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2007.06a
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pp.97-100
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2007
Fuel Cell Stack performance, which is influenced by the maintenance of a constant internal environment, requires high levels of air tightness. Used for analysis, gasket for fuel cell is made of elastic rubber materials and placed over separator, and shape of deformation of a gasket affects the transformation separator and airtightness while fastening structure. Separator as made of steel sheet isn't broken under pressure but can affect gas and cool water flow by the plastic deformation process. Therefore, it is understood that assembly process is well developed in case distribution of stress and shape of deformation is shown uniformly. This study is conducted on the assumption that a fuel cell maintenance is advantageous in that conditions. In this paper, analyses of unit cell and partial model were performed and distribution of stress and shape of deformation of Gasket and separator were analyzed to evaluate the airtightness while fastening structure.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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v.30
no.5
s.248
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pp.489-495
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2006
Proton exchange membrane (PEM) should be sufficiently hydrated with a careful consideration of heat and water management. Water management has been a critical operation issue for better understanding the operation and optimizing the performance of a PEM fuel cell. The flooding on cathode side resulting from excess water can limit the fuel cell performance. In this study, the visual cell was designed and fabricated fur the visualization of liquid water droplet dynamics related to cathode flooding in flow channels. The experiment was carried out to observe the formation, growth and removal of water droplets using CCD imaging system. Effects of operating conditions such as cell temperature, air flow rate and air relative humidity on cathode flooding characteristics were mainly investigated. Based on this study, we can get the basic insight into flooding phenomena and its two-phase flow nature. It is expected that data obtained can be effectively used fur the setup and validation of two-phase PEM fuel cell models considering cathode flooding.
Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
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v.30
no.3
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pp.143-148
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2018
In this study the performance and humidity variation for 2 unit cells connected in series were experimentally measured. The relative flow direction of hydrogen and air was changed from parallel flow to counter flow. Internal humidity distribution was then measured by 5 embedded sensors on each channel. In all experimental conditions, the former unit cell showed a better performance and the gap is noted to be higher when counter flow is applied. The performance was noted to be higher at high humidification case in the parallel flow. However, in the counter flow, the difference of performance according to the humidification is negligible. Hydrogen and air are discharged from the PEMFC unsaturated with water vapor at parallel flow/low humidification condition, which explains lower performance of the PEMFC than other conditions. The humidities in hydrogen and air streams of counter flow were noted to increase rapidly even at low humidification condition and the consequential even hydration of membrane is the reason of higher performance.
This paper presents a concurrent design approach that deals with manufacturing cell formation and cellular layout in Cellular Manufacturing System. Manufacturing cell formation is to group machines into machine cells dedicated to manufacture of part families, and cellular layout problem determines layout of the manufacturing cells within shop and layout of the machines within a cell. In this paper, a concurrent approach for design of machine cell and cellular layout is developed considering manufacturing parameters such as alternative process plans, alternative machines, production volume and processing time of part, and cost per unit time of operation. A mathematical model which minimizes total cost consisting of machine installation cost, machine operating cost, and intercell and intracell movements cost of part is proposed. A hybrid method based on genetic algorithm is proposed to solve the manufacturing cell formation and cellular layout design problem concurrently. The performance of the hybrid method is examined on several problems.
Hyun Woo Kang;Doo Sung Hwang;Chi Hoon Park;Young Moo Lee
Membrane Journal
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v.33
no.3
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pp.127-136
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2023
In this study, the electrochemical performance of a 5-layer fuel cell stack using silica composite membranes as polymer electrolyte membranes was evaluated. It was observed that the flow rate of the fuel gases plays a crucial role in stack performance, particularly being mainly dependent on the flow rate of hydrogen. Increasing the flow rate of oxygen resulted in negligible changes in performance, whereas an increase in the flow rate of hydrogen demonstrated performance improvements. However, this led to an imbalance in the ratio of hydrogen to oxygen flow rates, causing significant degradation in stack performance and durability. A decline in stack performance was also observed over time due to the degradation of stack components. This phenomenon was consistently observed in individual unit cells. Based on these findings, it was emphasized that, in addition to optimizing the performance of each component during stack operation, it is important to optimize design and operating conditions for uniform flow rate control. Lastly, the developed silica composite membrane was assessed to have sufficient performance for application in actual fuel cell systems, exhibiting a performance of over 25 W based on maximum power.
Transactions of the Korean Society of Machine Tool Engineers
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v.15
no.1
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pp.133-137
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2006
Ion permeability characteristics in nano-polymer membrane structures are performed to investigate the chemical composition and characteristics of MEA(Membrane Electrolyte Assembly) which is one of the most important parts to decide the performance in PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) system. Subsequently, the MEA manufacturing process is presented for the uniformed MEA product. In the meantime, the analysis of SEM(Scanning Electron Microscope) is carried out in order to investigate the joint aspect and chemical composition of MEA. As a result of SEM analysis, it is found that the bonded catalyst and carbon composition contain the reasonable amount to get unit cell output. It is also found that the humidification gives the better performance result slightly.
Considering the recent substantial increase in national research and development (R&D) budgets in the energy sector there has been increased Interest in the effectiveness of government R&D investments. We conducted a case study to calculate the allowable scale and effectiveness of R&D investment by calculating the direct performance improvement effect resulting from R&D investment as an economic value. Using conditions that existed prior to R&D investments as a reference, five cases in which performance improved due to R&D investments were compared and analyzed. The government's financial investment is increasing rapidly in line with the establishment of the national hydrogen roadmap. R&D is needed to enhance the current low technology readiness level of hydrogen fuel cells compared to solar and wind energy fields. Therefore, an R&D project to improve the performance of the fuel cell system was selected as this case study's subject. Using the results in this study, the allowable level of investment in the task unit of national R&D projects could be calculated. Moreover, it is advisable to provide a standard for rational decision making for new R&D investments since it is possible to determine investment priorities among a large number of candidates.
An, Yong-Tae;Ji, Mi-Jung;Gu, Ja-Bin;Choi, Jin-Hoon;Hwang, Hae-Jin;Choi, Byung-Hyun
Korean Journal of Materials Research
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v.22
no.11
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pp.626-630
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2012
The properties of SOFC unit cells manufactured using the decalcomania method were investigated. SOFC unit cell manufacturing using the decalcomania method is a very simple process. In order to minimize the ohmic loss of flattened tube type anode supports of solid oxide fuel cells(SOFC), the cells were fabricated by producing an anode function layer, YSZ electrolyte, LSM electrode, etc., on the supports and laminating them. The influence of these materials on the power output characteristics was studied when laminating the components and laminating the anode function layer between the anode and the electrolyte to improve the output characteristics. Regarding the performance of the SOFC unit cell, the output was 246 $mW/cm^2$ at a temperature of $800^{\circ}C$ in the case of not laminating the anode function layer; however, this value was improved by a factor of two to 574 $mW/cm^2$ due to the decrease of the ohmic resistance and polarization resistance of the cell in the case of laminating the anode function layer. The outputs appeared to be as high as 574 and 246 $mW/cm^2$ at a temperature of $800^{\circ}C$ in the case of using decalcomania paper when laminating the electrolyte layer using the in dip-coating method; however, the reason for this is that interfacial adhesion was improved due to the dense structure, which leads to a thin thickness of the electrolyte layer.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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1997.04a
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pp.160-163
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1997
The object of this study is to develop various composing material for SOFC generation system, and to test unit cell performance manufactured. So we try to present a guidance for developing mass power generation system. We concentrated on development of manufacturing process for cathode, anode and electrolyte.
PEMFC(proton exchange membrane fuel cell) is most applicable to automobile in various types of fuel cell. However, to improve system dynamics and logn term Performance fuel cell is supported by auxiliary power unit forming hybrid system. The operating strategy of hybrid system influences on efficiency and stability. In this paper the proper strategies are compared each other considering power distribution and stable system operation. The chosen strategy is simulated by MATLAB simulink to forecast realization of fuel cell hybrid vehicle
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[게시일 2004년 10월 1일]
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