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막-전극 접합체(membrane electrode assembly, MEA) 및 가스 확산층(gas diffusion layer, GDL)을 포함하는 PEMFC(proton exchange membrane fuel cell)의 볼트 체결 설계 방법에 있어서,상기 PEMFC의 MEA 및 GDL 사이에 압력 표시 필름을 삽입하고, 볼트를 체결하여 PEMFC를 조립하는 단계(단계 1);상기 단계 1에서 조립된 PEMFC를 분해하여 상기 압력 표시 필름을 회수하고, 회수된 압력 표시 필름의 색 농도로부터 PEMFC 내부 압축 압력의 고저에 따라 기하학적 형태가 상이한 3D 압축 매핑 데이터를 도출하고 분석하는 단계(단계 2); 및상기 단계 2에서 수득한 분석 데이터를 통하여, 볼트의 토크, 나사 외경 및 갯수 중 어느 하나 이상의 정보를 포함하는 볼트 체결 설계를 결정하는 단계(단계 3);를 포함하고,상기 단계 2에서 수득한 3D 압축 매핑 데이터에서 내부 압축 압력이 500 kPa을 초과하는 볼록 형태의 기하하적 부분이 존재할 경우, 단위 면적당 압축압력을 조절하는 볼트 토크, 나사 외경 및 갯수 중 어느 하나 이상을 감소시킨 다음, 상기 단계 1 내지 단계 2를 반복하여 실시하는 것을 특징으로 하고,상기 단계 2에서 수득한 3D 압축 매핑 데이터에서 내부 압축 압력이 350 kPa 미만인 오목 형태의 기하학적 부분이 존재할 경우, 단위 면적당 압축압력을 조절하는 볼트 토크, 나사 외경 및 갯수 중 어느 하나 이상을 증가시킨 다음, 상기 단계 1 내지 단계 2를 반복하여 실시하는 것을 특징으로 하고,상기 단계 2에서 수득한 3D 압축 매핑 데이터의 내부 압축 압력이 350 kPa 내지 500 kPa인 경우, 상기 단계 3을 실시하는 것을 특징으로 하는, PEMFC의 볼트 체결 설계 방법
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제 1 항에 있어서, 상기 PEMFC는 하나 이상의 단위 셀이 두 개의 엔드 플레이트(End plate, EP) 사이에 적층된 구조이고, 상기 단위 셀은 전해질막 양쪽 측면에 각각 애노드 및 캐소드가 배치된 막-전극 접합체(membrane electrode assembly, MEA); 상기 애노드 및 캐소드 외측에 각각 배치된 가스 확산층(gas diffusion layer, GDL); 및 상기 각각의 가스 확산측 외측에 각각 배치된 분리판(bipolar plate, BP)을 포함하고, 상기 단위 셀이 2 이상인 경우, 상기 단위 셀이 반복하여 연결된 스택(stack) 구조인 것을 특징으로 하는, PEMFC의 볼트 체결 설계 방법
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반응 면적이 25 cm2인 PEMFC(proton excahnge membrane fuel cell)의 볼트 체결 방법에 있어서,제 1 항의 PEMFC의 볼트 체결 설계 방법을 이용하여,사용되는 볼트의 개수는 6 개 내지 8 개, 나사 외경은 10 mm 내지 12 mm 및 볼트 체결 토크는 2
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제 3 항에 있어서, 상기 PEMFC는 하나 이상의 단위 셀이 두 개의 엔드 플레이트(End plate, EP) 사이에 적층된 구조이고, 상기 단위 셀은 전해질막 양쪽 측면에 각각 애노드 및 캐소드가 배치된 막-전극 접합체(membrane electrode assembly, MEA); 상기 애노드 및 캐소드 외측에 각각 배치된 가스 확산층(gas diffusion layer, GDL); 및 상기 각각의 가스 확산측 외측에 각각 배치된 분리판(bipolar plate, BP)을 포함하고, 상기 단위 셀이 2 이상인 경우, 상기 단위 셀이 반복하여 연결된 스택(stack) 구조인 것을 특징으로 하는, PEMFC의 볼트 체결 방법
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반응 면적이 50 cm2인 PEMFC(proton excahnge membrane fuel cell)의 볼트 체결 방법에 있어서,제 1 항의 PEMFC의 볼트 체결 설계 방법을 이용하여,사용되는 볼트의 개수는 8 개 내지 12 개, 나사 외경은 8 mm 내지 14 mm 및 볼트 체결 토크는 5
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제 5 항에 있어서, 상기 PEMFC는 하나 이상의 단위 셀이 두 개의 엔드 플레이트(End plate, EP) 사이에 적층된 구조이고, 상기 단위 셀은 전해질막 양쪽 측면에 각각 애노드 및 캐소드가 배치된 막-전극 접합체(membrane electrode assembly, MEA); 상기 애노드 및 캐소드 외측에 각각 배치된 가스 확산층(gas diffusion layer, GDL); 및 상기 각각의 가스 확산측 외측에 각각 배치된 분리판(bipolar plate, BP)을 포함하고, 상기 단위 셀이 2 이상인 경우, 상기 단위 셀이 반복하여 연결된 스택(stack) 구조인 것을 특징으로 하는, PEMFC의 볼트 체결 방법
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