화학공학소재연구정보센터
학회 한국화학공학회
학술대회 2009년 봄 (04/23 ~ 04/24, 광주 김대중컨벤션센터)
권호 15권 1호, p.541
발표분야 에너지
제목 Parameter study for tubular solid oxide fuel cells in 1-dimension
초록 고체산화물 연료전지 (SOFC)는 산화물 이온전도 세라믹 재료를 전해질로써 사용하는 완전한 고체상태(solidstate) 장치이다. 고체산화물 연료전지는 600~1000 ℃의 고온에서 작동되며 기존의 연료전지 중 가장 높은 전력 변환 효율을 제공한다. 고온에서 작동할 때 기타 저온에서 작동하는 연료전지와는 다르게 고가의 촉매 없이 반응속도를 높일 수 있다. 또한 버려지는 고온의 열을 가스 터빈을 돌리는 구동력으로 사용하는 하이브리드 고체산화물 연료전지 경우는 최대 70 %의 효율을 낼 수 있어 발전용으로 주목 받고 있다.
고체산화물 연료전지의 전산모사는 고체산화물 연료전지의 다양한 디자인과 구동조건이 고체산화물 연료 전지의 작동에 미치는 영향을 알아볼 수 있는 중요한 도구이다. 이번 연구에서는 고체산화물 연료전지의 디자인과 구동조건을 최적화 하기 위하여 가동 조건과 셀 구조적 특성에 따른 전류-전압 그래프를 분석하였다. 전산모사는 1차원 관형 고체산화물 연료전지에 대해서 수행되었다. 전기화학적 모델은 Butler-Volmer 식, Stefan-Maxwell 모델, 옴의 법칙을 사용하였으며, 교환 전류 밀도와 확산 계수를 통해 셀의 미세 구조 특성과, 구동 조건의 영향을 표현하였다. 고체산화물 연료전지의 변수 연구로서 이 연구를 수행하였으며, 물, 수소, 산소의 분압은 각각 0.03, 0.97, 0.21 bar로 고정하였다.
저자 조동현, 이정용, 황지원, 정현욱, 김성현
소속 고려대
키워드 SOFC; 전산모사; 고체산화물 연료전지; 연료전지
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