Lightweight Metallic Bipolar Plates of PEMFC for a Small Reconnaissance UAV

Abstract

이 논문에서는 소형 정찰 UAV의 동력원으로 연료전지 시스템을 적용하기 위해, 기존의 흑연 분리판을 대체할 수 있는 가벼운 알루미늄 분리판을 제시하였다. 분리판은 연료전지 시스템 전체 무게의 80% 이상을 점유하므로, 경량의 알루미늄 분리판은 연료전지 UAV의 유효 탑재량과 항속 시간을 증가시킬 수 있다. 일반적으로 사용되고 있는 흑연 재질의 분리판과 성능을 비교 및 평가하기 위해 알루미늄과 흑연 분리판을 제작하였으며, 알루미늄 분리판의 성능이 흑연 분리판에 비해 약 15% 이상 증가하였음을 확인하였다. 또한, 실제 소형 정찰 UAV에 적용하기 위한 기초 연구로써 알루미늄 분리판을 이용한 단전지의 성능을 다양한 운전조건에서 측정하였다. This paper proposed lightweight aluminum bipolar plates as an alternative for conventional graphite bipolar plates in fuel cell systems used as a power source for small reconnaissance UAVs. Since bipolar plates occupy more than 80% of the total weight of the fuel cell system, lightweight aluminum bipolar plates can improve the overall payload and flight time of the fuel cell UAV. The aluminum and graphite bipolar plates were fabricated to compare the performance of each of them. A 15% higher performance per weight was obtained from aluminum bipolar plates than the graphite bipolar plates. Also, the performance of a single cell using aluminum bipolar plates was evaluated under various operating conditions.