• 대한기계학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.1338-1346
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• 1994

The objective of this study is to investigate the effect of various parameters, such as temperature, mean current density and voltage on the performance of phosphoric acid fuel cell (PAFC) by numerical analysis. Two types of flow passages, which are Z-parallel type and Z-counter type, are evaluated to obtain the best current density and temperature distribution. Parametric studies and sensitivity analysis of the PAFC system's operation in single cell are accomplished. A steady state simulation of the entire system is developed using nonlinear ordinary differential equations. The finite difference method and trial and error procedures are used to obtain a solution.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권2호
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• pp.189-196
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• 1995

Materials retaining electrolyte of a phosphoric acid fuel cell (PAFC) have been prepared with SiC powder to SiC whisker mixing ratios of 1:1, 1:2, 1:3, 1:4, 0:1 by a tape casting method. When 3wt% dispersant (sorbitan monooleate) is added to a matrix, the porosity of the matrix decreases a little while the bubble pressure and area of the matrix increase remarkably in comparison with no dispersant content. Effect of the electrolyte resistance and the polarization resistance on perfomance of a PAFC has been investigated using A.C. impedance spectroscopy. With the increase of whisker content, the electrolyte resistance decreases due to the increase of porosity and acid absorbancy, and the polarization resistance increases due to the increase of surface roughness. The polarization resistance affects current density predominantly at the higher potential than 0.7V becuase the polarization resistance is considrably larger than the electrolyte resistance. Both the electrolyte resistance and the polarization resistance affect current density near 0.7V of the fuel cell operating potential because they have similar values. The electrolyte resistance affects current density predominantly at the lower potential than the fuel cell operating potential because the electrolyte resistance is larger than the polarization resistance.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집D
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• pp.689-696
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• 2001

Exergetic and thermoeconomic analysis were performed for a 200kW Phosphoric Acid Fuel Cell(PAFC) plant which offers many advantage for cogeneration in the aspect of high electrical efficiency and low emission. This analytical study was based on the data obtained by in-field measurement of PC25 fuel cell plant to find whether this system is viable economically. For 100% load condition, the electrical efficiency and the unit cost of electricity are about 45% and 0.032 $/kWh respectively, which turn out to be much better than those for the 1000kW gas turbine cogeneration plant. Further, at lower loads, the unit costs of electricity and hot water increase slightly and consequently more economic operation is possible at any loads.

• 전기화학회지
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• 제27권1호
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• pp.32-39
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• 2024

인산형 연료전지(PAFC)의 전기화학적 성능에 영향을 미치는 핵심 부품은 전극 촉매, 전해질 매트릭스 및 기체확산층(GDL) 등이 있다. 또한 전극의 성능 향상을 위해 GDL 위에 미세다공층(MPL)을 적용하는 방법도 있다. MPL은 주로 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에서 전극 내부의 수분 관리와 접촉 저항 저감을 위한 중간 완화층 역할을 한다. 본 연구에서는 MPL이 PAFC 전극의 성능에 미치는 영향을 확인하기 위해 MPL이 없는 GDL과 MPL을 적용한 GDL로 전극을 제작하여 단위전지의 내부 저항과 분극 곡선을 서로 비교하였다. 본 실험 결과에서 MPL을 적용하였을 때 전극의 출력 밀도가 170.2 mW/cm²에서 192.1 mW/cm²으로 향상되었다. MPL은 PEMFC에서와 같이 PAFC 전극에서도 매트릭스와 전극에서 액체 전해질과 물 관리에 효과적으로 작용하고 전극 내부의 물질 전달이 향상되어 전극 성능이 향상된 것으로 판단된다. 또한, MPL의 적용으로 PAFC 전극의 내부 저항이 감소하였고 장기 운전시에도 안정적인 성능을 지속적으로 유지하는 결과로부터 PAFC 전극에도 MPL을 적용하면 전극 성능을 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제7권4호
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• pp.243-250
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• 2001

연료전지는 환경 친화적 대체에너지로 지속적인 연구가 이루어지고 있다. 최근에는 연료전지의 실용화를 위해 적층, 대면적화에 대한 기본 기술이 중요시되고 있다. 그러나 연료전지중 가장 많은 기술적 발전을 이룬 인산형 연료전지에 관해서도 연료전지 설계의 기초자료가 되는 스택의 온도 분포에 대한 연구는 거의 발표되지 않았다. 본 연구에서는 인산형 연료전지 스택의 온도 분포를 전산모사하였다. 이를 통하여 여러 작동 조건에서 스택의 온도 분포를 알아내었으며, 스택 운전시 적절한 온도 측정 위치를 예측할 수 있었다. 또한 냉각단의 유로를 변경하여 전산모사를 수행한 결과 스택 내부의 온도 분포의 표준 편차를 약 50% 감소시키는 효과적인 냉각 디자인을 제안할 수 있었다.

• 한국표면공학회지
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• 제22권2호
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• pp.55-61
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• 1989

A fuel cell which causes electrochemical ratio of conventional with oxygen consists of mainly there parts, such as electrolyte, fuel and oxidant electrode. IN this paper, most efforts were delivered to manufacturing PETE-bonded gas-diffusion electrode, and preparation methods of the porous electrodes has been discussd. A medio temperature, phosphoric acid fuel cell (PAFC) provided with fuel (hydrogen) and oxygen showed oxygen showed excellent performance characteristics with made electrodes. Performance data obtained from hydrgen-oxygen cell were presented to illustrate their properties. It was found that the optimum amounts of platinum in clectrode for hydrgen-oxygen PAFC were about 3mg/cm3 and the PTFE content of gas diffusion layer and catalyst layer were 25% and 15%, respectively.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2001년도 춘계총회 및 학술발표회
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• pp.52-52
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• 2001

• 플랜트 저널
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• 제18권1호
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• pp.43-49
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• 2022

본 연구에서는 "D"사의 440 kW 인산형 연료전지 17대로 구성된 7.48 MW급 연료전지 발전소를 대상으로 운전 특성에 대하여 알아보고, 유기랭킨사이클을 이용한 연료전지 발전소 열 회수 공정을 모델링하였다. 온도 105℃, 유량 40.8 t/h의 온수 조건에서 상용화된 125 kW급 유기랭킨사이클을 적용 시 회수 가능한 전기출력을 산출하여 설치 전·후의 연료전지 시스템 성능과 사업경제성에 대하여 비교 분석하였다. 연구결과 유기랭킨사이클을 연계 시 연간 851,472 kWh의 전력을 연료전지 소내 전원으로 사용함으로써 유기랭킨사이클의 미사용 공정대비 발전효율이 약 0.6% 향상되는 것으로 검토되었으며, 내부수익률은 0.35%, 순현재가치는 약 1,249백만원이 각각 더 높게 산출되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1989년도 하계종합학술대회 논문집
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• pp.9-11
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• 1989

A phosphoric acid fuel cell ( PAFC ) power plant with a capacity of SKW a.c has been constructed for R & D purposes at KIER under a sponsorship of KEPCO. The PAFC power plant has successfully generated an electricity for the first time in Korea. In the paper, the plant configuration and the experimental results ace reported.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권1호
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• pp.26-32
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• 2000

Preparation and characteristics of a matrix retaining electrolyte using SiC whisker, PES binder, and NMP(n-methyl-2-pyrrolidone) as a non-volatile solvent for a phosphoric acid fuel cell were investigated. The conditions of binder and plasticizer, and the effects of substituting a volatile solvent by a non-volatile solvent were also studied. The minimum amount of the binder was about 17 wt% for the proper bubble pressure and surrounding SiC whiskers. And the maximum amount of the plasticizer was about 10wt% to be fitted into the polymer chain of the binder. The matrix prepared by using a non-volatile solvent needed longer time to dry, and its pore size was smaller compared with that of the matrix prepared by using volatile solvent. The small pore size resulted in decrease of the overall pore volume. The ionic conductivity in the condition of the same thickness was decreased due to decrease of phosphoric acid absorbancy. As the internal resistance of the electrolyte increased, the fuel cell performance slightly decreased.