• 한국가스학회지
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• 제28권1호
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• pp.44-52
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• 2024

본 연구에서는 유기성 폐기물로부터 생산되는 바이오가스를 이산화탄소 제거 없이 직접 이용하여 바이오가스 전처리 및 정제 공정 비용을 절감하여 수소를 생산하는 공정의 모델을 구축하고 열교환망 최적화를 통해 공정비용 최소화, 수소 생산량 및 최종 배가스 온도 최대화를 목표로 공정 모사를 진행하였다. 공정 최적화 결과 열교환기 개수 제한조건을 충족하면서 최종 배가스 온도를 최대화하는 공정모델이 가장 효율적임을 확인하였다. 본 연구의 결과는 바이오가스 직접 이용 수소 생산 공정의 상용개념설계에 활용되어 바이오가스의 청정수소 에너지 전환기술 확대에 기여 가능할 것으로 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권5호
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• pp.416-423
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• 2009

High-temperature steam electrolysis (HTSE) using solid oxide cell is a challenging method for highly efficient large-scale hydrogen production as a reversible process of solid oxide fuel cell (SOFC). The overall efficiency of the HTSE hydrogen and synthesis gas production system was analyzed thermo-electrochemically. A thermo-electrochemical model for the hydrogen and synthesis gas production system with solid oxide electrolysis cell (SOEC) and very high temperature gas-cooled reactor (VHTR) was established. Sensitivity analyses with regard to the system were performed to investigate the quantitative effects of key parameters on the overall efficiency of the production system. The overall efficiency with SOEC and VHTR was expected to reach a maximum of 58% for the hydrogen production system and to 62% for synthesis gas production system by improving electrical efficiency, steam utilization rate, waste heat recovery rate, electrolysis efficiency, and thermal efficiency. Therefore, overall efficiency of the synthesis production system has higher efficiency than that of the hydrogen production system.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제20권1호
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• pp.79-84
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• 1992

Rhodopseudomonas sphaeoides B6 세포를 agar gel 중에 고정했을 때, 수소생산을 위한 최적 agar 농도는 2(w/v)였다. B6의 2% agar gel 고정화균체(300ml gel: 2.85 mg dry cells/ml)와 비고정세포(1l culture: 0.87 mg dry cells/ml)에 있어서 초기의 최고 수소 생산활성은 각각 47.5 및 48.0ml/hr/culture로 거의 같았다. 그러나, 수소생산이 거의 정지된 배양후기에는 lactate의 제한공급( 10 mmole)에 의한 비고정세포의 활성회복은 50% 이하로 감소되었지만, 고정화세포의 활성은 거의 초기상태로 회복되었다. B6의 고정화균체를 이용하여 12시간 주기의 광조사조건으로, 매 1l의 수소생산시 마다 그에 소비된 만큼의 기질에 상당하는 9.3mmole의 DL-lactate와 1.86mmole의 L-glutamate 함유 기본배지를 주기적으로 공급한 결과, 228시간의 배양기간 동안 명암의 반복조건에도 불구하고 평균 510 ml/day/300m/ gel(2.9mg dry cells/ml)의 속도로 수소생산이 지속되었다. 이 결과는 광합성세균에 의한 수소생산에 있어서, 보다 효율적 기질공급과 가변적인 태양광 이용 조건에 대응되는 자동배양 시스템의 구성 가능성을 시사한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.187-194
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• 2003

The production of hydrogen fuel depends basically on the water electrolysis. The study on the decrease of overpotential which activates the hydrogen production is the core to elevate the hydrogen production efficiency on principle. Characteristics on the overpotential decrease are observed through the micro reaction by ultrasonic in electrolytic cell. For the above, the electrochemical analyzer, i.e., BAS is applied, Experiments with ultrasonic forcing into 4 kinds of solution such as city water, city water plus nitrogen. distilled water, and distilled water plus nitrogen are carried out. And concentrations of KOH are 0%, 10%, 20% and 30%. The basic characteristics of the overpotential decrease are obtained through the analysis by LSV technique in sweep technique. In results, it is clarified that the ultrasonic influences the decrease of overpotential to obtain the efficiency elevation of hydrogen fuel production.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.277-285
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• 2001

본 논문은 연료전지 자동차용 10kWe급 정제일체형 메탄올개질기에 대한 연구결과이다. 이 개질기에서는 메탄올이 수증기와 반응하켜 수소를 포함한 혼합가스로 개질되고, 그 혼합가스는 다시 Palladium 합금막을 통하여 순수한 수소로 분리된다. 정제되고 남은 폐 가스중 가연성분들은 wire-mesh 형태의 연소촉매상에서 연소되어 개질반응에 필요한 열을 직접 공급함으로써 높은 메탄올 전환율, 고품질의 수소생산, 그리고 높은 시스템 열효율을 가능하게 한다. 동시에 이러한 개질, 분리 및 연소반응이 하나의 반응기에서 일어나 전체 시스템이 소형화될 수 있으며 운전이 용이한 장점도 있다. 본 연구팀에서 개발한 10kWe급 시스템은 운전연구를 통하여 수소생산량은 $8.2Nm^3/hr$ (10kWe급), 수소순도 99.999% 이상, CO 농도 5 ppm 미만, 총합열효율 81%, 초기기동 소요시간 20분, 부하변동웅답 1 분 이내를 달성했으며, 장처의 크기와 무게는 각각 16 L, 25 kg 이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권1호
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• pp.64-71
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• 2010

This paper deals with an economic evaluation of domestic immersing type photoelectrochemical hydrogen production. We also make some sensitivity analysis of hydrogen production prices by changing the values of input factors such as the initial capital cost, the solar to hydrogen conversion efficiency, and the system duration time. The hydrogen production price of the immersing type photoelectrochemical system was estimated as 8,264,324 won/$kgH_2$. It is expected that the production cost by photoelectrochemical hydrogen production can be reduced to 26,961 won/$kgH_2$ if the solar to hydrogen conversion efficiency is increased to 14%, the system duration time is increased to 20,000 hours, and the initial capital cost is decreased to 10% of the current level. The photoelectrochemical hydrogen production is evaluated as uneconomical at this time, and we need to enhance the solar to hydrogen conversion efficiency and the system duration time as well as to reduce prices of the system facilities.

• 멤브레인
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• 제33권1호
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• pp.46-51
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• 2023

본 연구의 목적은 스마트시티 구축의 핵심인 수소연료전지의 활용형태를 분석하고 해결방안을 제시하는 것이다. 수소연료전지를 활용하는 발전소의 경우 간헐성 문제가 없다는 장점 때문에 향후 가장 유망한 사용 형태로 분석됐다. 다만 많은 장점에도 불구하고 폭발 우려와 특정 수소 생산방식의 경우 이산화탄소 발생 문제 등으로 지역주민들의 반발이 지속적으로 나타나고 있어 이를 해결하는 것이 스마트시티 구축의 주요 관건이 될 것으로 분석된다. 마지막으로 현재의 수소 생산방식을 분석하고 이에 따른 문제점을 파악하여 스마트시티의 완전한 구축을 위한 해결책을 제시하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권5호
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• pp.528-532
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• 2007

탄화수소계열의 연료로부터 고순도 수소를 생산하는 것은 연료전지의 효율적인 운전과 밀접하다. 일반적으로 대부분의 탄화수소연료에서 수소를 생산하는 과정은 수소, 일산화탄소, 이산화탄소와 수증기혼합물이 생성되는 개질과정 및 일산화탄소를 저감하는 전이반응과 선택적 산화반응 과정으로 구성되어있다. 전이반응은 일산화탄소를 이산화탄소로 전환하는 동시에 수소가 생성되는 고온전이와 저온전이로 구성된 두 단계의 촉매전환 공정이다. 전이반응은 개질가스를 고온전이 반응에서 일산화탄소를 $3\sim4%$까지 낮추며 저온전이 반응에서 0.5%까지 저감한다. 본 연구에서 개질가스 중 일산화탄소를 0.5% 이하로 저감하기 위하여 전이반응기 설계 및 실험을 진행하였다.

• 기계저널
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• 제51권9호
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• pp.51-55
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• 2011

이 글에서는 최첨단 레이저 공정이 태양전지, 연료전지, 수소저장 등의 다양한 차세대 청정에너지원 및 에너지 저장장치와 에너지효율에 높은 그린 전기소자의 생산에 적용되고 있는 연구를 소개하고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권9호
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• pp.1229-1237
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• 2003

The production of hydrogen fuel depends basically on the water electrolysis. The ultrasonic effects the decrease of the overpotential in a water electrolysis. A study on the overpotential which activates the hydrogen production is the core to elevate the hydrogen production efficiency on the principle. A pressure sensor system by a new idea is developed and applied. Solutions are 4 kinds of KOH concentration such as 0%, 10%, 20%, and 30%. Two frequency bands of the ultrasonic transducer are 28kHz and 2MHz. The directions of ultrasonic forcing are the vertical direction and the horizontal direction. The temperatures are two states, i.e., no constant and constant. Experiments are carried out sequentially in order in three cases of no ultrasonic forcing, ultrasonic forcing, and ultrasonic discontinution. In results, it is clarified that the ultrasonic effects the decrease of overpotential to elevate the efficiency of hydrogen production.