양자교환막 연료전지를 위한 전기회로 모델

전문가 제언

○ 연료전지는 원천적으로 깨끗하고 효율 좋고 또 신뢰성 있는 서비스가 가능하여 전력생산에서 중요한 역할을 할 것으로 기대하고 있다. 이들은 이동용 전력을 포함한 응용과 앞으로 수송용으로 또 주거용 전력으로 광범위하게 이용될 것이다.

○ 연료전지에서 양자교환 막을 사이에 두고 전극/촉매와 가스 확산 층을 샌드위치모양으로 적층한다. 이 양자교환 막 전극/촉매 어셈블리(MEA: membrane electrode assembly)는 연료전지 셀의 기본구조가 된다. 이 셀에 가스통로가 형성된 바이폴라플레이트를 적층한 것이 연료전지 셀이다. 소정의 전압과 전력을 얻기 위하여 이들 수백 개 내외를 직병렬로 적층한 것이 연료전지 스택이다.
○ 이 연료전지 스택의 부하에 따른 특성을 시뮬레이션하기 위하여 등가 회로모델을 구성한다. 이 글에서는 손실에 따른 전압강하를 모두 저항전압강하로 표시하고 여기에 직렬로 이상적인 변압기를 연결하였다. 이변압기의 회로를 다이오드와 저항 그리고 소형 인덕터로 구성한 회로를 병렬로 연결하여 모델을 만들고 있는 것이 특색이다.

○ 회로모델에서 급격한 부하변동이나 전류차단과 같은 특이 부하를 어떻게 등가적으로 처리할 수 있는가가 항상 문제가 된다. 그런데 이러한 문제를 소형 인덕터 2개로 처리하여 순저항 회로만으로 모델을 만들어 시험한 결과 만족한 결과를 얻고 있다. 이는 간단한 회로로서 연료전지의 동적특성을 시뮬레이션 할 수 있어 앞으로 이용이 기대된다.

○ 여타 다른 연료전지의 등가회로 모델을 위하여 또 급격한 부하나 차단 전류에 대하여 이러한 소형 인덕터 회로를 갖는 변압기 회로로 대치시킬 수 있을 것이다. 이 모델의 확장성에 기대를 갖는다.

저자

Stavros Lazarou, Eleftheria Pyrgioti, Antonio T. Alexandridis

자료유형

학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

전기·전자

연도

2009

권(호)

190(2)

잡지명

Journal of Power Sources

과학기술
표준분류

전기·전자

페이지

380~386

분석자

양*덕

분석물

• 양자교환막 연료전지를 위한 전기회로 모델.pdf [365,505 byte]

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