• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.485-493
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• 2016

Recently submarine and unmanned underwater vehicle (UUV) are equipped with a fuel cell system as an air independent propulsion system. Methanol fuel processor can efficiently supply the hydrogen to the fuel cell system to improve the ability to dive. This study investigated the optimal conditions of the methanol fuel processor that may be used in the closed environment. For this purpose, the numerical model based on Gibbs minimization equation was established for steam reformer and three exhaust gas burners. After simulating the characteristics of steam reformer according to the steam-to-carbon ratio (SCR) and the pressure change, the SCR condition was able to narrow down to 1.1 to 1.5. Considering water consumption and the amount of heat recovered from three burners, the optimum condition of the SCR can be determined to be 1.5. Nevertheless, the additional heat supply is required to satisfy the heat balance of the methanol fuel processor in the SCR=1.5. In other to obtain additional amount of heat, the combustion of methanol is better than the increased of SCR in terms of system design.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.733-742
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• 2022

Hydrogen fuel cell propulsion ships are emerging to respond to the recently strengthened carbon emission regulations in the international shipping sector. Methanol can be stored in a liquid state at normal pressure and temperature, and has the advantage of lower reforming temperature compared to other fuels. In this study, the optimal operating point of the methanol steam reforming system was derived by changing the Steam Carbon Ratio (SCR) from 0.10 to 3.00. Results showed that In terms of methanol conversion rate and hydrogen yield, the larger the SCR is the better, but in terms of system efficiency, it is most advantageous to operate at SCR 0.70 in Pressure Swing Adsorption (PSA) mode and SCR 0.80 in Pd membrane mode. Through this study, it was found that the optimal SCR in the reformer and the entire system including the reformer may be different, which indicates that the optimum operating point may be different depending on the change of the system configuration.

• 유기물자원화
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• 제14권4호
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• pp.93-103
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• 2006

바이오가스는 유기물의 혐기소화과정에서 생기는 부산물로 열에너지와 전기에너지로 사용되어왔다. 바이오디젤생산의 반응물과 연료로 사용되고 있는 메탄올의 수요는 꾸준히 증가하고 있다. 본 총설에서는 메탄올을 메탄올로 전환하는 직접부분산화법의 최근 발전 동향을 간략한 메탄올합성의 역사와 함께 다루었으며, 산업 규모에서 주로 사용되고 있는 증기개질반응과 현재 연구단계에서 발전하고 있는 촉매산화법을 비교하였다. 이 총설에서는 바이오가스로부터 메탄올전환의 가능성이 기술적인 측면과 경제적 실용성 면에서 제시되었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권8호
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• pp.32-39
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• 2010

오늘날 화석연료의 다량 사용에 의한 환경오염이 지구온난화를 가속시키고 기상이변을 일으키며 지구생태계에 심각한 영향을 미치고 있다. 수소는 이러한 환경문제를 근본적으로 해결해 줄 지속 가능한 그린에너지로 생각되고 있다. 본 연구는 결합구조가 다른 메탄올 및 에탄올의 개질을 통한 수소발생을 위해 실린더형 배리어 방전형의 반응기를 제작하였다. 반응기에 인가되는 고전압의 크기, 메탄올 및 에탄올 농도 및 캐리어 가스(N2) 유량 등의 변화에 따른 반응기의 방전특성과 수소발생 특성을 측정하고 화학구조에 따른 수소발생 영향을 분석하였다. 수소발생은 인가전압의 증가에 따라 선형적으로 증가하였고 메탄올의 경우가 많았다. 이는 메탄올과 에탄올의 결합구조와 관련이 있는 것으로 생각된다. 수소발생 에너지효율은 에탄올의 경우 인가전압이 증가하여 방전전력이 증가할수록 전체적으로 감소하지만 메탄올의 경우 전압 22[kV](peak-to-peak)를 인가한 경우 가장 에너지 효율이 높게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권9호
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• pp.1193-1200
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• 2001

There are many regulation test methods to be related with engine emissions such as CVS-75, D-13, ECE-15 modes and so on. Most of these modes are consisted of lots of transient conditions that have rapid acceleration, deceleration and cranking modes. In this experimental research, the engine characteristics of cranking, accelerating and power output in a S.I. engine were studied to compare with neat gasoline and alternative fuels of M30 (methanol 30%, aromatic series 32%, non-aromatic 38%) and M50 (methanol 50%, aromatic 30%, non-aromatic 20%) for performance and exhaust emissions. The results show that reformulated methanol fuels are better emissions reduction of 15.7% over than that of neat gasoline fuel especially in HC and CO emissions at cranking mode. And the accelerating performances coincide with the results of distillation curve. CO concentration for M50 fuel is varied in a just little for the condition of slow acceleration. At wide-open throttle condition, brake specific energy consumption of reformulated fuels is increased and thermal efficiency is some what lower than that of gasoline fuel.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권1호
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• pp.135-140
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• 2022

연료전지 발전시스템은 수소와 산소의 반응 작용에 의해 직접 전기를 발생하는 스택(Stack) 이외에 메탄올, 천연가스 등 각종 연료로부터 수소를 만들어 내는 개질기와 스택에서 발전된 직류전압을 안정된 교류전압으로 변환시켜주는 전력변환기 등으로 구성되어진다. 이러한 시스템의 연료전지 출력은 직류로 가정에서 사용하기 위해서는 전력변환장치를 통하여 교류로 변환시키는 인버터 장치가 필요하다. 또한 연료전지 전압이 30-70V 정도로 이를 인버터 동작 전압인 380V 정도로 승압하기 위하여 DC-DC 승압형 컨버터를 사용한다. DC-DC 승압형 컨버터는 연료전지 출력과 인버터 사이에 존재하는 직류전압 가변장치로 연료전지 출력전압의 변동에 반응하여 컨버터의 일정 출력전압을 만들어 내므로 인버터는 연료전지의 전압 변동에 무관하게 일정한 전원을 공급 받을 수 있다. 따라서 본 논문에서는 연료전지발전 시스템의 구성 원 중 연료전지 출력전압(30-70V)을 입력으로 받아 계통연계에 적용되는 인버터의 주요 전원인 풀 브리지(Full-Bridge) 컨버터의 하드웨어 세부설계에 대하여 논하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.82-88
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• 2020

Recently, a fuel reforming plant for supplying high purity hydrogen has been studied to increase the operation time of underwater weapon systems. Since steam reforming is an endothermic reaction, it is necessary to continuously supply heat to the reactor. A fuel reforming plant needs a methanol-O₂ catalytic burner to obtain heat and supply heat to the reformer. In this study, two types of designs of a catalytic burner are presented and the results are analyzed through the experiments. The design of the catalytic burner is divided into that the O₂ supply direction is perpendicular to the methanol flow direction (Design 1) and the same as the methanol flow direction (Design 2). In case of Design 1, backfire and flame combustion occurred in the mixing space in front of the catalyst, and in the absence of the mixing space, combustion reaction occurred only in a part of the catalyst. For above reasons, Design 1 could not increase the exhaust gas temperature to 750℃. In Design 2, no flashback and flame combustion were observed, the exhaust gas could be maintained up to 750℃. However, the O₂ distributor was exposed to high temperatures, resulting in thermal damage.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.829-831
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• 2009

폐기물, 석탄 등 다양한 시료의 가스화 반응을 통해서 발생되는 합성가스는 CO, $H_2$, $CO_2$가 주성분으로 가스엔진, 가스터빈 등의 연료로 사용하여 발전하거나 합성반응을 통해 다양한 화학원료로의 전환이 가능하다. 또한 폐기물, 석탄 등의 다양한 원료의 가스화 반응에 의해 발생한 합성가스로부터 F-T(Fischer-Tropsch) 합성을 통한 인조합성석유, Non F-T 합성을 통한 메탄올, DME(Dimethyl Ether) 등을 제조할 수 있으며, 메탄화 반응을 통해 대체천연가스(SNG, Substitute Natural Gas)로 제조하여 활용하는 방안도 가능하다. 또한 현재 상업용 규모의 수소 제조 방법 중에서 가장 경제적인 방법으로 천연가스를 개질하여 CO, $H_2$가 주성분인 합성가스를 만든 다음 수성가스 전환, PSA(Pressure Swing Adsorption)통해 $CO_2$와 $H_2$를 분리하여 생산하고 있으나, 천연가스 가격의 상승 및 다양한 시료로부터 향후 경제성 확보가 가능한 수소 제조 방법에 대한 연구가 진행되고 있으며, 석탄 가스화 및 폐기물 가스화를 통해 얻어진 합성가스로부터의 수소 제조 공정이 개발 및 상업화 추진되고 있다. 본 연구에서는 폐기물 가스화를 통해 발생한 합성가스에 대하여 수성가스 전환 반응을 통한 수소 생산 특성 및 수성가스 전환 반응의 공간속도 변화 및 스팀주입량 변화에 따른 반응 특성을 고찰하였다.