• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.338-338
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• 2022

2050년까지 탄소중립 사회구현을 위한 방안을 모색하기 위한 논의가 활발히 이루어지고 있으며, 이에 수소도시 실현을 통한 화석연료와 탄소배출을 줄이는 방법들이 주목받고 있다. 그린수소가스의 생산 및 운송, 저장과 가스형태의 수소를 액화 수소로 압축시키는데 드는 막대한 에너지가 소비되는 문제점에 대한 대안책으로 암모니아를 캐리어로 이용하여 운송 및 저장하고 수소를 생산하는 방식이 널리 이용되고 있으며, 효율 향상을 위한 추가 연구들이 진행되고 있다. 또한, 중국에 대한 우리나라의 요소수 수입 의존도가 높음에 따라 요소수 주요성분인 암모니아와 탄산가스를 합성한 요소수 생산 방식에 대한 연구가 이루어지고 있다. 하지만, 현재 산업계에서 석탄과 같은 석유자원에서부터 암모니아를 추출하는 방식이 가장 널리 적용되고 있다. 이와 같은 암모니아 생산에 대한 석유자원 의존도를 낮추기 위한 방안에 대한 도출 및 연구가 필요한 실정이다. 이와 같은 상황에 맞춰 본 연구에서는 생활하수로부터 암모니아를 추출하는 방법으로서 통합형 막증류 시스템에 연구하고자 한다. 분뇨, 음식물 폐기물 침출수 등 유기성 폐기물의 수집, 운송 및 처리에서 발생되는 생활하수에는 암모니아성 질소 및 탄소가 다량 포함되어 있어 이를 추출하여 순수한 암모니아 생산에 대해 석유자원을 대체할 수 있는 대안으로서의 효용성을 갖고 있다. 하지만, 이와같은 생활하수는 암모니아성 질소 이외 성분들이 고농도로 포함되어 있어 암모니아 생산에 대한 원료만을 선택적으로 분리하는데 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 생활하수에서 암모니아를 선택적으로 분리하는 방법으로서 막증류(Membrane Distillation, MD) 기반의 통합 암모니아 분리기술을 개발하고 이에 대한 적용 가능성과 효율 향상에 대해 평가 하였다. 또한, 암모니아와 탄산가스 합성을 통한 요소수 생산 방법에 대한 연구를 진행하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.342-347
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• 2007

The research on production and application of hydrogen as an alternative energy in the future is being carried out actively. It hydrogen storage is necessary in order that user use hydrogen economically without much difficulty. Among the ways of hydrogen storage the method which is compressed hydrogen gas by high pressure is easier for application than other methods. In this study, we have been calculated gas with changing pressure and temperature variation of container wall through applied to mass and energy balance equation when compressing hydrogen by high pressure, and also to Beattie-Bridgeman equation of state for the kinetic of hydrogen. We will apply above date as a preliminary for design of hydrogen storage tank.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.316-322
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• 2012

A fuel cell vehicle has the hydrogen detection sensors for checking the hydrogen leakage because it use hydrogen for its fuel and can't use a odorant to protect the fuel cell stack. To verify the hydrogen safety of leakage we select the high possible leak points of fittings in hydrogen storage system and test the leaking behavior at them. The hydrogen leakage flow rate is 10, 40, 118 NL/min and the criterion for maximum hydrogen leakage is based on allowing an equivalent release of combustion energy as permitted by gasoline vehicles in FMVSS301. There are total 18EA hydrogen leakage detection sensors installed in test system. we acquire the hydrogen leakage detection time and determine the ranking. Hydrogen leakage detection time decrease when hydrogen leakage flow rate increase. The minimum hydrogen leakage detection time is about 3 seconds when the flow rate is 118NL/min. In this study, we optimize hydrogen sensor position in fuel cell vehicle and verify the hydrogen leakage safety because there is no inflow inside the vehicle.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제29회 추계학술대회논문집
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• pp.13-16
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• 2007

본 연구에서는 무인기용 추진 시스템으로 연료전지를 사용하였다. 연료전지 추진 시스템은 고항속 무인기를 위한 고에너지 밀도를 갖는 이상적인 대체 동력원이다. 연료전지 동력 시스템은 기폰 배터리의 5배 이상의 에너지 밀도를 제공한다. 액체상태로 저장되는 수소화붕소나트륨을 수소원으로 사용하였다. 수소 생성 시스템은 촉매 반응기, 펌프, 연료, 카트리지, 분리기로 구성된다. 연료전지와 리륨-폴리머 배터리의 하이브리드 동력 관리 시스템이 개발되었다. 모터, 펌프, 팬은 연료전지 시스댐의 피트백 신호에 따라 배터리 동력으로 작동되고 배터리는 연료전지의 잉여 동력으로 재충전되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.311-318
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• 2014

Performance degradation of a battery in 20 kWh energy storage system (ESS) under various operating conditions was studied. And energy saving of the ESS was also monitored by connecting with 20 kW photovoltaic (PV). PV-connected ESS saved 5~7% of energy consumption in 2013 compared to that without such system in 2012. As charge-discharge cycle increased, capacity decreased and the performance degradation was glaringly obvious after 40 cycles. And as charge and discharge rate increased, the performance degradation was more serious. After 50 charge-discharge cycles, a lot of degraded product was deposited on the surface of anode and cathode electrodes, and the cathode side was more contaminated. Therefore, in order to maintain the cell performance, it was more important to protect the degradation of the cathode side.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.483-488
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• 2021

With continuous emission of environmental pollutants and an increase in greenhouse gases such as carbon dioxide, demand to seek other types of energy sources, alternative energy, was needed. Hydrogen, an eco-friendly energy, is attracting attention as the ultimate alternative energy medium. Hydrogen storage technology has been studied diversely to utilize hydrogen energy. In this study, the gas behavior of hydrogen in the storage tank was numerically examined under charge conditions for the Tpe III hydrogen tank. Numerical results were compared with the experimental results to verify the numerical implementation. In the results of pressure and temperature values under charge condition, the Realizable k-ε model and Reynold stress model were quantitatively matched with the smallest error between numerical and experimental results.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.303-311
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• 2019

Reversible solid oxide fuel cell (RSOFC) has become a prospective device for energy storage and hydrogen production. Many studies have been conducted around the world focusing on system efficiency improvement and realization. The system should have not only high efficiency but also a certain level of simplicity for stable operation. External waste steam utilization was proved to remarkably increase the efficiency at solid oxide electrolysis system. In this study, RSOFC system coupled with waste steam was proposed and optimized in term of simplicity and efficiency. Ejector for fuel recirculation is selected due to its simple design and high stability. Three system configurations using ejector for fuel recirculation were investigated for performance of design condition. In parametric study, the system efficiencies at different current density were analyzed. The system configurations were simulated using validated lumped model in EBSILON(R) program. The system components, balance of plants, were designed to work in both electrolysis and fuel cell modes, and their off-design characteristics were taken into account. The base case calculation shows that, the system with suction pump results in slightly lower efficiency but stack can be operated more stable with same inlet pressure of fuel and air electrode.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.231-231
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• 2010

아직까지 국내에서 사용하는 대부분의 에너지는 화석연료에 의존하고 있다. 지하자원에서 나오는 석탄, 석유와 같은 화석연료는 다른 에너지원에 비해 운송이 간편하고 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있지만, 환경오염의 문제성과 오일가상승, 자원의양 및 저장장소가 한정되어 있다는 단점을 가지고 있다. 이에 따라 수소와 같은 대체에너지를 이용하여 환경오염을 예방하고 무한히 사용할 수 있는 에너지원을 개발하기 위한 대체 방안들이 연구되고 있다. 폐기물 가스화시 발생되는 합성가스(CO, $CO_2$, $CH_4$, $H_2$) 내 일차로 생성된 일산화탄소는 수증기와 반응함으로써 이산화탄소로 전환이 가능하다. 잔류 메탄은 이산화탄소를 이용하여 개질함으로써 합성가스내 수소농도를 높일 수 있다. 전환된 잔류가스(CO, $CO_2$, $H_2$)내 일산화탄소는 산소를 이용하여 이산화탄소로 산화시킬 수 있으며, 산화된 이산화탄소는 흡착제를 이용하여 제거가 가능하다. 본 연구에서는 실제 가스화시 발생되는 합성가스를 이용하기 위하여, RPF가스화시 발생되는 합성가스를 직접 포집하여 실험을 진행하였다. 합성가스내 소량의 메탄은 니켈촉매를 이용하여 수소로 전화시켰으며, 잔류하는 일산화탄소는 백금촉매, 이산화탄소는 탄산나트륨 흡착제를 이용하여 연속적으로 제거함으로써 순수한 수소를 제공하였다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2020년도 전력전자학술대회
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• pp.209-211
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• 2020

운송기관의 온실가스 저감을 위해 배터리-수소연료전지 하이브리드 철도추진시스템에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 중 배터리는 빠른 응답 특성으로 하이브리드 철도추진 시스템의 효율을 극대화 시키기 위해 주요 전원으로 사용되고 있어, 시스템의 안전성 및 신뢰성을 높이기 위해 정확한 열화추정이 요구되고 있다. 본 논문에서는 사전 모델의 수립이 필요하지 않고 미소 용량 및 폐회로 제어가 가능한 재귀 최소제곱 추정 기법을 이용한 리튬이온 배터리의 SOH 추정 기법을 제안하였으며, 1S18P 배터리 모듈을 통해 열화 추정결과를 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
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• pp.87-90
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• 2007

장기 체공 무인 항공기를 위한 연료 전지 동력 시스템을 개발하였다. 기존의 고압 수소 저장 방식의 문제점을 해결하기 위해 높은 에너지 밀도를 갖는 액상의 화학 수소화물을 연료로 사용하였다. 수소화물을 전환하여 수소를 발생하는 연료 공급 장치는 촉매 반응기, 펌프, 연료 카트리지, 분리기, 제어기로 구성되어 있으며, 전력을 발생하기 위한 연료전지 스택과 함께 연료 전지 동력 시스템을 무인 항공기에 탑재하였다. 연료 전지 동력 시스템을 무인 항공기에 적용하기 위한 성능 검증을 수행하였다.