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공랭식 고분자 연료전지 스택의 내구성을 평가하는 방법으로서,(a) 정전류를 구동하거나 부하를 변동시키면서, 상기 연료전지 스택의 임피던스가 일정하게 유지되는 것을 확인하는 준비단계; (b) 내구성 평가 준비가 된 상기 연료전지 스택의 내구성을 평가를 위한 정보 획득 단계로서, (b1) 애노드를 통해 연료전지 스택에 수소가 공급되기 시작하며, 연료전지 스택에 개방전압이 발생하는 SU(start-up) 단계; (b2) 연료전지 스택에서 기 설정된 정전류 값이 발생하도록 연료전지 스택을 구동하는 정전류 구동단계; 및 (b3) 상기 애노드를 통한 수소유입이 중단되는 SD(shut-down) 단계를 포함하는 내구성 평가를 위한 정보 획득단계; (c) 상기 (b) 단계에서 내구성 평가를 위한 정보 획득이 완료된 연료전지 스택을 해체하고 단위전지별 성능을 평가하는 단위전지별 분석단계; 및 (d) 상기 (b) 단계에서 획득된 정보를 이용하여 연료전지 스택의 내구성을 평가하고 수명을 연산하는 단계를 포함하는,방법
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제1항에 있어서,상기 (b1) 단계는, 10초 내지 50초 동안 수행되고,상기 (b2) 단계에서 상기 기 설정된 정전류는 100 mA/cm2 내지 600 mA/cm2 이며, 상기 (b2) 단계는 180초 내지 420초 동안 수행되고,상기 (b3) 단계는 연료전지 스택의 단위전지 당 출력전압이 0
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제2항에 있어서,상기 (b) 단계는,(b4) 상기 (b1) 내지 (b3) 단계를 한 사이클로 하여 각 사이클을 다수 회 반복하되 n 번의 사이클마다 연료전지 스택의 I(전류)-V(출력전압) 및 임피던스를 측정하고, 이를 이용하여 연료전지 스택의 성능 감소 속도를 연산하는 성능 감소 속도 연산단계 - n은 자연수 -; (b5) 상기 성능 감소 속도가 증가하는 것으로 판단되면, 각 사이클을 다수 회 반복하되 m 번의 사이클마다 연료전지 스택의 I-V 및 임피던스를 측정하는 단계 - m은 n 이하의 자연수 -; 및(b6) 상기 (b5) 단계에서 마지막에 측정된 출력전압이 상기 (b4) 단계에서 최초에 측정된 출력전압에 비해 기 설정된 일정 비율 이하인 경우 내구성 평가를 위한 정보 획득 단계를 종료하는 단계를 더 포함하는,방법
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제3항에 있어서,상기 (b4) 단계에서, n은 100이고,상기 (b5) 단계에서, m은 30 내지 50이고,상기 (b6) 단계에서, 상기 기 설정된 일정 비율은, 30 % 내지 50 % 인,방법
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제2항에 있어서,상기 (c) 단계는, (c1) 연료전지 스택을 2개 내지 3개의 단위전지로 2등분 또는 3등분하는 단계; (c2) 상기 (b1) 내지 (b3) 단계를 반복하면서, 등분된 상기 연료전지 스택의 단위전지별 I-V, 임피던스, CV(cyclic voltammetry) 및 LSV(linear sweep voltammetry)를 측정하는 단계; (c3) 측정된 상기 단위전지별 I-V, 임피던스, CV 및 LSV를 기 설정된 방법을 이용하여 각 단위전지의 성능을 평가하는 단계; (c4) 등분된 상기 연료전지 스택의 단위전지들의 단면을 이용하여 전극의 두께 및 막의 두께를 확인하는 단계; 및 (c5) 확인된 상기 단위전지별 전극의 두께 및 막의 두께를 비교함으로써, 각 단위전지별 열화정도를 평가하는 단계 를 포함하는,방법
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제5항에 있어서,상기 (c1) 단계에서, 연료전지 스택을 수소 유입측 단위전지 및 수소 유출측 단위전지로 2등분하거나, 또는연료전지 스택을 수소 유입측 단위전지, 중앙 단위전지 및 수소 유출측 단위전지 로 3등분하는,방법
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제3항에 있어서,상기 (d) 단계는,(d1) 상기 (b4) 내지 (b5) 단계까지 반복된 총 사이클의 횟수와, 기 설정된 기준횟수를 비교함으로써, 연료전지 스택의 내구성을 평가하는 내구성 평가 단계; 및 (d2) 상기 (b4) 내지 (b5) 단계까지 반복된 총 사이클의 횟수에, 상기 연료전지 스택이 사용되는 기기의 평균 운전시간을 곱합으로써 연료전지 스택의 수명을 연산하는 단계를 포함하는,방법
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