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수치해석 기반 알칼라인 수전해 스택의 압력 및 온도에 따른 효율 변화 연구 게시글의 제목, 학술지명, 저자, 발행일, 작성내용을 보여줌
수치해석 기반 알칼라인 수전해 스택의 압력 및 온도에 따른 효율 변화 연구
학술지명 한국수소및신에너지학회 저자 최원재,추성훈,남현우,김송미
발표일 2023-11-28

최근 탄소중립 실현을 위해 세계 각국에서는 그린수소 생산을 위한 수전해 기술이 주목 받고 있다.
 여러 수전해 방식 중 알칼라인 수전해는 가장 널리 상용화되어 있으나, 기존 논문들은 실제 스택 및 셀에 대한 실험연구가 대부분이며 수치해석과 관련된 연구는 상대적으로 부족하다.
 본 연구에서는 수전해 스택의 평형전위, 저항과전압, 거품형성 등을 고려한 전기화학 모델을 구축하였으며, Hydrogen Research Institute(HRI)의 5kW급 알칼라인 수전해 장치와 Validation을 통해 해석모델을 검증하였다.
 시뮬레이션 수행 결과 알칼라인 수전해는 압력이 상승하면 평형 전압의 증가량이 저항 과전압의 증가량 보다 크기 때문에 압력이 증가할수록 스택의 효율이 감소하는 경향이 나타났다.
 반면, 온도의 경우 온도가 상승하면 스택의 전압이 감소하여 효율이 증가하였으나 이러한 효과는 높은 전류 밀도에 국한된다는 결과를 얻었다.
 본 시뮬레이션은 알칼라인 스택에 한정되어 있으나 향후 다양한 종류의 수전해 형식과 M-BOP 등을 포함하여 확장할 예정이다.

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