연구과제명: 고분자 전해질 막 연료전지의 신개념 운전 기술 및 전기-열 하이브리드 생산시스템 개발

연구책임자: 김민수 교수

지원기관: 미래창조과학부 중견도약연구지원사업

연구기간: 2013년 6월 1일 ~ 2016년 5월 31일

연구내용: 고분자 전해질막 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응을 통해 50~60% 의 높은 효율로 전기를 생산하고 배출물은 오직 물 뿐인, 가장 이상적인 친환경 발전 장치이다. 지금까지 연료전지를 실용화하고 효율을 높이기 위한 많은 연구가 있었으나, 아직까지도 내구성과 성능, 이용 범위 측면에서 해결해야 할 난제들이 많이 남아 있다. 본 연구에서는 이러한 난제들 중 주요한 미활용 열의 이용, 열 및 물관리, 냉시동에 해당하는 핵심 기술 3가지를 창의적인 아이디어를 적용하여 해결하고 있다. 먼저, 미활용 열을 이용한 저온 열동력 팽창기를 통해 하이브리드 발전 시스템을 개발하고 있으며, 열 및 물 관리에 대한 연구로서 연료전지의 고온 운전에 필요한 신개념 가습 및 냉각 시스템을 개발하며, 냉시동 기술로서 미량의 수소-산소 촉매반응을 통한 수분의 배출과 이에 따른 빙정 분포를 조절하여 영하 30oC 에서도 시동이 가능한 연료전지 시스템을 개발하는 것을 목표로 하고 있다.

대표 그림:

대표연구업적:

  1. K. D. Baik,  I. M. Kong, B. K. Hong, S. H. Kim, & M. S. Kim, “Local measurements of hydrogen crossover rate in polymer electrolyte membrane fuel cells.” Applied Energy, 101, 560-566 (2013)
  2. A. Jung, I. M. Kong, K. D. Baik, & M. S. Kim, “Crossover effects of the land/channel width ratio of bipolar plates in polymer electrolyte membrane fuel cells.” International Journal of Hydrogen Energy, 39, 21588-21594 (2014)
  3. H. Park, & M. S. Kim, “Thermodynamic performance analysis of sequential Carnot cycles using heat sources with finite heat capacity.” Energy, 68, 592-598 (2014)
  4. D. K. Kim, J. H. Seo, S. Kim, M. K. Lee, K. Y. Nam, H. H. Song, & M. S. Kim, “Efficiency improvement of a PEMFC system by applying turbocharger.” International Journal of Hydrogen Energy, 39, 20139-20150 (2014)