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Membraneless micro-fuel cell의 기하학적인 연구 = Geometrical study of membraneless micro-fuel cell
서명 / 저자 Membraneless micro-fuel cell의 기하학적인 연구 = Geometrical study of membraneless micro-fuel cell / 박홍범.
저자명 박홍범 ; Park, Hong-Beom
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2008].
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8019151

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MAT 08009

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초록정보

Mixing and depletion widths in membraneless micro-fuel cell are the major issues to enhance the cell performance. These two widths cause severe problems. The conventional rectangular geometry with high aspect ratio can reduce the mixing width, but an electrode area decreases. One good way to solve this problem is in the conventional rectangular geometry with high aspect ratio, keeping aspect ratio of the mixing region and increasing sizes of anode and cathode channels. Then mixing is limited in a small passage and the fuel utilization can be increased by the high electrode area. By this H-shape, we can increase the fuel utilization about 10\%. In addition, 3 fluid channel prevents direct mixing of fuel and oxidant. Between anode and cathode channel, a proton conducting fluid channel exists. This fluid mixes with fuel and oxidant in small passages respectively, so direct mixing of fuel and oxidant is eliminated. We found that the fuel utilization can be achieved around 50\% when the two side walls are used as electrode for inlet velocity 0.01m/s. Furthermore, present geometrical design can increase reaction surface also to improve the fuel utilization. With this increasing, we can get the fuel utilization around 85\% which is much higher than conventional rectangular geometry.

Membraneless micro-fuel cell에서 혼합과 고갈 영역의 폭은 전지 성능을 향상시키기 위한 큰 이슈이다. 이 두가지 영역은 심각한 문제들을 일으킨다. 큰 폭/높이비를 가지는 기존의 사각형 모양 채널은 혼합영역을 줄일수 있지만 전극의 면적을 감소시킨다. 이런 문제들을 해결하는 한가지 방법은 기존의 큰 폭/높이비를 가지는 사각형 모양 채널에서 혼합이 일어나는 부분의 폭/높이비는 크게 유지하면서 anode와 cathode 채널의 크기를 늘리는 방법이다. 이 경우 혼합은 작은 통로안에 제한되고 늘어난 전극면적으로 인해 연료 이용률을 증가시킬수 있다. 이러한 H모양의 단면에 대해, 연료 이용률은 10\% 증가시킬수 있다. 더하여, 3개의 유체를 사용하는 채널 모양은 연료와 산화제의 직접적인 혼합을 막는다. anode와 cathode 사이는, 양성자 전도 유체 채널이 존재하는데, 이 유체는 작은 통로들에서 연료 및 산화제와 각각 섞이게 되어 연료와 산화제의 직접적인 혼합을 방지할수 있다. 이러한 단면 모양을 사용하여 연료의 이용률은 연료투입속도가 0.01m/s이고 전극을 양 옆의 벽에 놨을때 50\%까지 얻을수 있다. 게다가, 전극을 위와 아래 벽에 놓을 경우 연료 이용률은 대략 85\%까지 증가시킬수 있는데, 이는 기존의 사각형 모양 채널에 비해 월등히 높은 것이다.

서지기타정보

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청구기호 {MAT 08009
형태사항 vi, 39 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 한국어
일반주기 저자명의 영문표기 : Hong-Beom Park
지도교수의 한글표기 : 성형진
지도교수의 영문표기 : Hyung-Jin Sung
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 자동차기술대학원,
서지주기 참고문헌 : p. 38-39
주제 membraneless micro-fuel cell;fuel utilization;mixing region;depletion region;geometrical shape
전해질막없는 초소형 연료전지;연료 이용률;혼합 영역;고갈 영역;기하학적인 모양
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