PIV를 이용한 연료전지 내부에서의 유동특성에 관한 연구

Abstract

과학기술의 발달로 인간은 편리한 생활을 누릴 수 있게 되었지만 화석연료 매장량의 한계,환경문제 등의 어려움에 직면하고 있다.이러한 문제를 해결할 수 있는 연료전지 시스템은 고효율 환경친화적 신에너지로서 응용범위가 광범 위하여 차세대 발전시스템으로 발전할 가능성이 높다.연료전지의 장점으로는 열역학적 제한(CarnotCycle)을 받지 않기 때문에 디젤엔진과 가솔린엔진과 달 리 높은 효율을 낼 수 있고,주요부품이 매우 단순하여 신뢰성과 내구성이 좋 고,화학반응의 주된 부산물이 물뿐이므로 기본적으로 CO2 를 배출하지 않고, 정숙운전이 가능하다는 것이다.그러나 연료전지의 가장 큰 단점은 가격이 비 싸다는 것으로 모든 형태의 연료전지에 공통적인 문제이다.이런 문제를 해결 하고 연료전지가 상업적으로 경쟁할 수 있는 장치가 되기 위해서는 최적의 설 계를 통하여 구성요소들의 성능과 효율을 향상시킴으로써 가능한데,연료전지 의 성능 및 효율,내구성 등은 연료전지 내부의 유로형태에 따라 차이를 보이 며,아직까지 설계자 사이에서 최적의 셀 내부 유로형태에 대하여 명확히 합의 된 것이 없다.따라서 본 연구에서는 복잡한 연료전지내의 유동특성을 예측하기 위해 PIV(ParticleImageVelocimetry)를 이용하여 투명 아크릴로 제작된 셀 내 부(전체크기 :50.4m(폭)× 50.4mm(높이),내부형상 및 크기 :사각형 12(행)×12 (열),1.6mm(폭)×1.6mm(길이)×1.4mm(깊이))의 유동특성을 가시화 하고자 하였 다.