• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.8 no.4
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• pp.149-154
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• 2005

Fuel cell performance evaluation logic was developed using G-language (LabVIEW) to measure performance stability. Degree of stability and reliability of performance data were improved with averaged value and standard deviation method. Water injection system was introduced and the performance using this method was comparable to that of conventional humidification method. Water injection system has advantage of lowering operation energy consumption, reducing the number of parts needed in humidification, therefore increasing efficiency of fuel cell system. Fuel cell performance was decreased in case of low temperature operation such as sub freezing condition. Air purge method was tested to reduce the water content in cell fixture before sub freezing condition. The performance degradation due to low temperature operation was minimized by air purge method in medium size cell fixture ($25cm^2$) case.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.97-98
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• 2014

신재생에너지에 대한 세계적인 수요는 2010년도 이후에도 계속 증가하는 추세이다. 이러한 이유는 에너지 고갈과 기후변화에 기인하며, 화석연료의 경우 사용가능 연한은 석유 54.2년, 천연가스 63.6년, 석탄 112년에 불과하며, 기존 화석연료 사용에 의한 온실가스 배출 등은 각종 환경문제를 발생하고 있다. 따라서 세계 여러 나라에서는 에너지 고갈을 해결하기 위한 다양한 방안을 모색중이며, 대안으로 신재생에너지를 인류의 새로운 에너지원으로 주목하고 있다. 하지만 물, 바람, 태양 등 신재생에너지원의 경우 출력특성 등이 매우 불안하여 이들 에너지원을 효율적으로 사용하기 위해서는 반드시 에너지저장시스템(ESS, Energy Storage System)이 필요하다. 본 논문에서는 태양광 가로등을 대상으로 기존의 납축전지를 대체하기 위한 리튬이차전지를 사용한 배터리팩을 개발하고 표준화 및 범용화를 위해 셀들의 조합을 용이하게 하기 위한 유니버셜 모듈을 제안한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.31-36
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• 2008

In hydrogen production for fuel cell by reforming ADG, sulfur compounds, odorant in ADG, are detrimental to reforming catalyst and fuel cell electrodes. We prepared alkali metal impregnated activated carbon to remove sulfur compounds in ADG by adsorption. The sulfur breakthrough adsorption capacity was changed depending on the oxygen concentration and relative humidity. Oxygen 0.2 vol% and RH 90% showed the highest sulfur breakthrough capacity. Adsorption characteristics of $H_2S$ on KI impregnated activated carbon were evaluated using dynamic adsorption method in a fixed bed. Based on the results, adsorption tower was designed and field-tested.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.27 no.2
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• pp.135-143
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• 2016

Biogas is a renewable fuel from anaerobic digestion of organic matters such as sewage sludge, manure and food waste. Raw biogas consists mainly of methane, carbon dioxide, hydrogen sulfide, and water. Biogas may also contain other impurities such as siloxanes, halogenated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons. Efficient power technologies such as fuel cell demand ultra-low concentration of containments in the biogas feed, imposing stringent requirements on fuel purification technology. Biogas is upgraded from pressure swing adsorption after biogas purification process which consists of water, $H_2S$ and siloxane removal. A polymer electrolyte membrane fuel cell power plant is designed to operate on reformate produced from upgraded biogas by steam reformer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.209.2-209.2
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• 2010

최근 정부의 녹색성장 정책, 고유가시대 도래, 온실가스 감축 의무화, 폐기물 해양배출 강화 등으로 인해 폐기물의 자원화에 대한 관심이 고조되고 있다. 국내에서 발생되는 가연성폐기물을 기존의 감량처리 대신 가스화 공정을 적용하여 합성가스로 전환할 경우 환경친화적이고 고효율의 에너지 회수가 가능하게 된다. 폐기물 가스화를 통해 얻어진 합성가스는 난방, 가스엔진 및 연료전지를 이용한 전기생산과 DME, SNG등의 합성연료유 제조에 활용될 수 있으며, WGS 반응 및 PSA 방법에 의해 수소를 얻을 수 있다. 이와 더불어 최근에는 메탄올과 CO의 합성을 통해 얻어지는 초산제조 공정에서의 원료로서 폐기물 가스화를 통한 합성가스 내의 CO를 활용하는 방안이 연구되고 있다. 이는 기존 초산 제조공정에서 CO를 생산하기 위해 소모되는 고가의 석유계(납사, 중질유) 원료를 절감할 수 있어 경제적으로 장점을 가지고 있다. 이를 위해서는 폐기물 가스화에서 발생된 합성가스 내에 포함된 금속성분, 분진등의 오염물질의 농도가 후단공정에 영향을 주지 않아야 하며, 초산제조공정의 안정적인 운전을 위해 합성가스의 CO, $H_2$ 조성 변화폭이 ${\pm}5%$이하로 유지되어야 하는 기술적인 문제를 해결해야 한다. 따라서 본 연구에서는 폐기물 가스화 시스템의 운전특성을 통해 환경성, 기술성, 경제성을 분석 평가 할 수 있도록 구성된 분석 프레임워크를 이용하여, 초산제조공정에 적용하기위한 상용급 폐기물 가스화 시스템의 특성을 비교 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.106.1-106.1
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• 2010

석탄가스화기술은 매장량이 풍부하여 안정적인 공급이 보장되는 석탄을 이용함과 동시에 환경오염물질 감소라는 사회적 요구조건을 충족시키면서 화학제품, 석탄-가스화, 석탄-디젤화, 연료전지, 복합발전 등 다양한 분야에 응용이 가능한 장점이 있다. 특히 석탄가스화복합기술(Intergrated Coal Gasification Combined Cycle, IGCC)은 석탄을 고온, 고압하에서 가스화시켜 일산화탄소(CO), 수소($H_2$)가 주성분인 합성가스를 제조, 정제 후 가스터빈 및 증기터빈을 복합으로 구동하여 전기를 생산하는 친환경 차세대 발전기술로 주목을 받고 있다. 현재 IGCC 기술은 세계적으로 볼 때 상용화단계에 있고, 우리나라의 경우 한국형 IGCC 기술의 확보를 위한 연구사업이 진행중에 있다. 본 연구는 IGCC 발전플랜트의 발전효율을 결정하는 가장 중요한 부분이라 할 수 있는 가스화반응기의 모델링 기술을 개발하는 목적으로 진행되었다. 본 연구에서는 석탄가스화 반응기에서 발생하는 석탄의 휘발화와 Char의 표면반응 그리고 기상에서의 가스화반응등의 현상을 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics)을 이용하여 모델링하는 방법론이 연구되었다. 해석을 위한 형상은 해석에 소요되는 시간을 줄이고, 형상이 해석결과에 미치는 영향을 줄이고자 2차원으로 구성하였다. 해석을 위한 수학적모델으로는 난류모델, 가스화반응모델, Lagrangian particle tracking, Char reaction 등을 포함하였고, 해석을 위한 Solver는 Fluent를 이용하였다. 모델링결과에 의해 예측되는 합성가스의 조성을 상용급 IGCC 가스화기의 운전결과와 비교해 본 결과 본 연구에서 설정한 모델로 예측되는 온도 및 가스농도가 실험치와 유사하게 나타남을 알 수 있었고 이를 통하여 본 연구에서 설정한 모델링방법이 적절함을 알 수 있었다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2004.06a
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• pp.261-264
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• 2004

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.1
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• pp.34-39
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• 2010

This work investigated the effect of anode thickness on the anodic overpotential with $100\;cm^2$ class MCFC single cells. The hydrogen oxidation rate in the molten carbonate is sufficiently high, which may lead to weak relation of overpotential with anode geometrical area. The relation of anode surface area and overpotential was analysed in terms of anode thickness in this work. Steady state polarization, inert gas step addition (ISA), and reactant gas addition (RA) methods were employed to the two cells with 0.77 mm and 0.36 mm thickness of anode. The result represented that the anodic overpotential at the cells were identical. It implied that the anodic overpotential was independent on the electrode thickness within the tested range.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.1
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• pp.86-91
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• 2008

The rubber was compounded with carbon black and silica series-filler to examine the effects of the various rubber fillers on a gasket material's suitability and fuel cell stack conclusion. The evaluation of a long term heat resistance and oil resistance of the mixed rubber material was performed considering at the drive environment of PEMFC. Test results of compression set for the most influencing property of gasket showed that it was about less than 15% at long term of up to 1000 h. In this experiment, FEM analysis is carried out about the rubber material's properties depending on each filler and the stress which is produced when a gasket is contracted by using various filler. Sealing force was expected to maximum 2.5 MPa from minimum 0.2 MPa by using FEM (finite element method) at stacking gasket to gasket.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.1
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• pp.93-102
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• 2007

The objective of this study is to develop a 3D DMFC model for modeling gas evolution and flow patterns to design optimal flow field for gas management. The gas management on the anode side is an important issue in DMFC design and it greatly influences the performance of the fuel cell. The flow field is tightly related to gas management and distribution. Since experiment for the optimal design of various flow fields is difficult and expensive due to high bipolar plate cost, computational fluid dynamics (CFD) is implemented to solve the problem. A two-fluid model was developed for CFD based flow field design. The CFD analysis is used to visualize and to analyze the flow pattern and to reduce the number of experiments. Case studies of typical flow field designs such as serpentine, zigzag, parallel and semi-serpentine type illustrate applications of the model. This study presents simulation results of velocity, pressure, methanol mole fraction and gas content distribution. The suggested model is verified to be useful for the optimal flow field design.