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논문 > 공학계열

[졸업논문][기계공학] 열관리에 의한 연료전지시스템 최적화

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논문 > 공학계열
2008.09.11
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소개글

[졸업논문][기계공학] 열관리에 의한 연료전지시스템 최적화에 대한 자료입니다.

목 차

요약문
Abstract
목차
List of FiguresⅠ
제1장 서론
제2장 연료 전지 개발의 필요성
(1) 석유를 대체할 새로운 에너지, 연료전지(Fuel Cell)
(2) 친환경, 고효율 에너지
제3장 연료전지의 역사와 현황
(1) 연료전지의 역사
(2) 연료전지의 이용현황
제4장 연료전지의 구조와 기본원리
(1) 연료전지의 종류
(2) 연료전지(PEMFC)의 구조
(3) 연료전지(PEMFC)의 효율
제5장 연료전지 모델링
(1) 모델링에 사용된 수식
(2) 연료전지의 물 매커니즘
(3) 연료전지의 열발생 매커니즘
(4) 연료전지의 열 접촉 저항
(5) STAR CD를 통한 시뮬레이션
(6) 시뮬레이션 결과 요약
제6장 결론
(1) 연료전지 개발 현황
(2) 기술적인 문제
(3) 미래형 연료전지
제7장 참고문헌

본문내용

제 1 장

서 론

연료전지는 연료가 가지고 있는 화학 에너지를 직접 전기화학에너지로 변환시키는 장치로서 기존의 내연기관보다 높은 효율을 나타낸다. 기존의 내연기관은 여러 단계를 거쳐 전기에너지를 생성하는 데 반해 연료전지는 연료로부터 전기를 직접 생산하기 때문에 효율이 10~20% 더 높다. 그 중 수소와 산소를 연료로 하는 고분자막 연료전지(PEMFC: Proton Exchange Membrane Fuel Cell)는 수소 연료의 장점과 오염물질을 배출하지 않는 다는 점에서 주목받고 있다.
그럼에도 불구하고 연료전지 작동 시 발생되는 물과 열로 인한 내구성 감소와 효율 저하, 고분자막의 비싼 가격등 여러 가지 문제로 인하여 상용화를 이루지 못하고 있다.
PEMFC의 실제 전압은 비가역성에 의한 여러 가지 손실로 이론적인 전압보다 낮다. 이러한 비가역 손실을 줄이기 위해 열관리는 필수적이다.
이 연구에서는 Land/Channel 폭의 변화를 통한 열관리를 STAR CD(CFD프로그램)를 이용하여 시뮬레이션 수행하였다.

제 2 장

연료전지 개발의 필요성

(1) 석유를 대체할 새로운 에너지, 연료전지(Fuel Cell)
현대 사회는 '석유'라는 화학 에너지를 기반으로 존재하고 있기에 인간은 각종 첨단 기술을 이용해 지구 구석구석에 숨어 있는 석유까지 추출해 내는 성과를 이룩해 냈지만 점점 한계에 다다르고 있다. 석유는 결코 무한한 자원이 아니며, 과학자들은 40년쯤 후에는 완전히 바닥날 것이라고 전망하고 있다. 그렇다면 인간은 앞으로 찾아올 에너지 위기에 어떠한 대처 방안도 마련하지 못한 채 손 놓고 있을 것인가? 결코 그렇지 않다.

참고문헌

[1] 주현철, "EFFECTS OF COOLANT CHANNELS ON LARGE-SCALE POLYMER ELECTROLYTE FUEL CELLS", 인하대학교, Received 2 August 2007; Revised 1 January 2008

[2] 임태원, "연료전지 자동차 개발현황", 대한설비공학회, 설비저널 제34권 제11호, 2005. 11

[3] 임희천, "발전용 연료전지 기술 현황", 한국조명·전기설비학회, 조명·전기설비 제19권 제2호, 2005. 4, pp. 3 ~ 11 (9pages)

[4] 김광회, "에너지 절감/대체에너지". 한국과학기술정보연구원, 연구보고서, 2007. 11

[5] Jong-Woo. Ahn, Song-Yul. Choe, "Coolant controls of a PEM fuel cell system", Journal of Power Sources 179(2008)252-264

[6] P.C. Sui, S. Kumar, N. Djilali, "Advanced computational tools for PEM fuel cell design - Part 2. Detailed experimental validation and parametric study", Journal of Power Sources 180 (2008) 423–-432

[7] 정혜미 외 3명, "최적 열/물 관리를 위한 고분자 전해질 연료전지의 냉각 유로 설계 및 작동 조건에 관한 연구", 대한기계학회, 2006년도 춘계학술대회 강연 및 논문 초록집, 2006. 6, pp. 1722~1727 (6 pages)

[8] 양장식 외 2명, "고분자 전해질 연료전지의 전해질 막내의 함수율과 성능 예측", 한국자동차공학회논문집 제14권 제6호, 2006. 11, pp. 151~159 (9 pages)

[9] 문성모 외 1명, "미래형 연료전지", 기계와 재료18권 1호, 2006. 9

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