IJPEM-GT
Theoretical Investigations on the Effect of Rib Width-to-Channel Width Ratio of a CNT-Reinforced Graphite Composite Bipolar Plate on the Performance of PEMFCs
연료전지 출력 57% 높인 설계
이동경/국립공주대학교
- 연료전지의 성능을 크게 높일 수 있는 새로운 설계 방법이 제시됐다. 연구진은 탄소나노튜브(CNT)가 강화된 그래파이트 복합재 바이폴라 플레이트에서 **리브 폭과 채널 폭의 비율(r/w)**이 연료전지 성능에 미치는 영향을 이론적으로 분석했다.
- 연구 결과, 특정 비율로 채널 구조를 설계하면 연료전지의 출력 밀도가 약 57%까지 향상되는 것으로 나타났다. 이는 연료와 산소의 질량전달이 개선되고 반응 효율이 높아지기 때문이다.
- 연구진은 다중 물리 기반 전산유체역학(CFD) 시뮬레이션을 활용해 연료와 산화제의 흐름, 물 배출, 온도 분포 등을 종합적으로 분석했다. 그 결과, 채널 비율이 최적값을 넘어가면 반응물 확산이 감소하고 물 배출이 어려워져 성능이 다시 떨어지는 것으로 확인됐다.
- 이번 연구는 연료전지 바이폴라 플레이트 설계 최적화에 중요한 기준을 제시하며, 향후 고효율·저비용 수소 에너지 시스템 개발에 기여할 것으로 기대된다.
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