• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2005년도 창립60주년 기념 추계 학술대회
• /
• pp.15.2-15.2
• /
• 2005

• 기계저널
• /
• 제53권4호
• /
• pp.38-43
• /
• 2013

이 글에서는 수소 연료전지차, 우주개발용 로켓추진체의 연료공급기술로 활용이 예상되는 수소액화 기술 및 영하 253도의 극저온 액체수소의 저장기술에 대해 살펴보고 액화사이클 및 극저온 액화수소 저장용기로의 열침입을 차단하기 위한 다양한 단열기술에 대해 기술한다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권4호
• /
• pp.531-538
• /
• 2019

고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 성능이 개선됨에 따라 생성물인 물과 열의 발생이 증가하고 이를 처리하기 위한 관리기법이 중요해지고 있다. 본 연구에서는 물 관리 기법으로 수소 재순환을 적용하였고, 수소 재순환 유량(flow rate)과 퍼지 간격(purge interval) 및 지속 시간(duration)이 연료전지의 성능에 미치는 영향에 대한 실험을 수행하였다. Purge 조건의 영향을 해석하기 위하여 수소극의 압력, 연료의 습도, 운전 간의 연료 이용 효율과 물 배출 양을 측정하였다. 수소 재순환 유량이 증가할수록 수소극 출구의 압력 저하로 인하여 스택 성능이 낮아졌다. Purge 조건에 따라서 물을 효과적으로 배출하지 못해 순간적인 전압 강하가 발생하거나 혹은 잦은 purge로 인해 수소극의 습도를 유지하지 못하여 성능이 점차적으로 감소하는 것을 확인하였다. Purge 조건 실험을 통하여 수소극의 습도를 유지하고 응축된 물을 충분히 배출할 수 있는 purge interval과 duration을 선정하였고, 이를 통하여 스택의 성능과 연료 이용 효율을 향상시킬 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제32권5호
• /
• pp.308-314
• /
• 2021

Chemical durability issue in polymer electrolyte membranes has been a challenge for the commercialization of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). In this study, we proposed a manufacturing method of Nafion composite membrane containing a stable polyimide antioxidant to improve the chemical durability of the membrane. The thermal casting of the Nafion solution with poly (amic acid) induced polyimide reaction. We evaluated proton conductivity, oxidative stability with ex-situ Fenton's test, and fluoride ion emission to analyze the effect of polyimide antioxidants. We confirmed that incorporating the polyimide antioxidant improves the chemical durability of the Nafion membrane while maintaining inherent proton conductivity.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제55권1호
• /
• pp.107-114
• /
• 2017

고분자전해질 연료전지(PEMFC: polymer electrolyte membrane fuel cell)는 일산화탄소(CO)나 황화수소($H_2S$)가 포함된 연료가 주입될 경우 성능이 저하된다. 일반적으로 멀캅탄 계열의 부취제가 첨가된 탄화수소를 개질하여 생성된 수소에는 미량의 황화수소가 포함되어 있다. 본 연구에서는 황화수소를 수소에 첨가하여 anode에 주입하였을 경우에 연료전지 성능에 미치는 영향을 파악하고, 3가지 다른 회복방법인 순수 수소 주입법, 전위 순환법과 물 순환법을 적용한 경우의 회복률을 비교하여 보았다. PEMFC의 성능은 전기화학적 방법인 polarization curve, electrochemical impedance spectroscopy (EIS)와 cyclic voltammetry (CV)를 사용하여 분석하였다. 피독에 대한 회복방법인 순수 수소 주입법과 전위 순환법을 사용한 경우에는 회복률이 적었고, 물 순환법을 사용한 경우에는 초기에 대비하여 약 95% 이상 성능이 회복된 것을 확인하였다. 직접적으로 피독에 노출된 anode에 물을 흘린 경우의 성능회복률이 높았으며, cathode에 흘린 경우에도 물의 crossover에 의한 효과로 전위 순환법보다 우수한 회복률을 보였다. 이러한 연구결과로부터 황화수소 피독에 대한 회복기법을 구축함으로서 연료전지의 내구성을 향상시킬 수 있고, 불순물이 미량 함유된 저가 수소의 사용을 가능하게 함으로서 연료전지 보급에도 기여할 수 있을 것이다.

• 지식경영연구
• /
• 제24권1호
• /
• pp.127-145
• /
• 2023

본 논문은 친환경 연료 중 하나인 수소 원료를 바탕으로 미래의 에너지 문제와 공해 문제를 해결할 수 있는 수소연료전지 기술 도메인에 대해 특허 분석을 실시했다. 특허분석은 현재 기술 수준과 미래 발전 방향을 발견할 수 있어 기술로드맵 수립에 많이 활용된다. 그러나 기존의 특허분석은 정성적인 분석 및 간단한 통계분석으로 현재의 기술 환경을 반영하지 않은 분석 결과를 제안할 수 없다. 현재의 기술 환경은 기술의 융복합으로 발전을 나타내고 있고, 발전 속도는 매우 가파르게 성장하여 정성적인 분석은 시대적 분석 요건에 옳지 않다. 그래서 본 논문은 현재의 기술환경을 반영한 지식상속성(Knowledge Persistence, KP) 기반의 주경로 분석과 텍스트마이닝 방법을 활용하여, 수소연로전지 기술도메인에서 핵심특허 발견, 중요 기술 발전, 유망기술을 조망한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.745-748
• /
• 2009

수소는 지구상에 풍부하게 존재하는 원소로 최근 수소경제시대에 대한 기대와 함께 청정 에너지 carrier로 주목받고 있다. 본 연구에서는 고순도 수소 생산을 위해 water gas shift (WGS) 반응과 $CO_2$의 분리를 하나의 unit operation의 형태로 수행하는 신개념의 thermal swing sorption enhanced reaction (TSSER) 공정의 타당성을 테스트하는데 목적을 두고 있다. Le Chatelier 원리를 기본으로 하는 흡착분리 동시 반응 (sorption enhanced reaction, SER)에서는 수소생산 반응의 열역학적 한계를 극복할 수 있고 정반응의 속도를 증대시킬 수 있다. 본 연구에서는 $K_2CO_3$가 첨가된 hydrotalcite에 대한 고온에서의 $CO_2$ 화학흡착 평형 및 거동 데이터를 실험을 통하여 측정하였다. 또한 WGS 상용촉매와 화학 흡착제를 이용하여 흡착분리 동시 반응을 실험과 수치해석 시뮬레이션으로 수행하였고, 연구결과로부터 연료전지에 사용할 수 있는 고순도의 수소 (~10 ppm CO)를 직접 생산할 수 있으며, 동시에 고압상태의 $CO_2$를 고순도로 포집할 수 있음을 확인할 수 있었다. 고압, 고순도의 $CO_2$ 포집은 이후 $CO_2$ 저장에 용이하게 이용되어 온실가스 저감에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
• /
• 제11권1호
• /
• pp.22-32
• /
• 2008

청정에너지의 중요성이 부각됨에 따라 수소연료를 활용한 고효율, 무공해 전력 공급원인 연료전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 연료전지는 전기화학 반응에 의한 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 장치로 자동차, 우주항공, 산업 및 가정용 발전 등에 적용할 수 있는 잠재력이 있다. 최근 재료 및 에너지 변환공정 차원에서 바람직한 $200{\sim}500^{\circ}C$의 온도범위에서 작동하는 중온형 연료전지에 대한 새로운 인식과 이 온도범위에서 사용 가능한 수소이온 전도성 물질의 개발 필요성이 요구되고 있다. 본 논문은 고체 수소이온 전도체의 특성과 기술 현황을 소개하고, perovskite형 고체 무기 산화물을 이용한 중온형 연료전지 응용에 관한 연구에 대하여 고찰하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제32권1호
• /
• pp.11-40
• /
• 2021

Solid oxide fuel cell (SOFC) has received significant attention recently because of its potential for the clean and efficient power generation. The current manufacturing processes for the SOFC components are somehow complex and expensive, therefore, new and innovative techniques are necessary to provide a great deal of cell performance and fabricability. Three-dimensional (3D) printing processes have the potential to provide a solution to all these problems. This study reviews the literature for manufacturing the SOFC components using 3D printing processes. The technical aspects for fabrication of SOFC components, 3D printing processes optimization and material characterizations are discussed. Comparison of the SOFC components fabricated by 3D printing to those manufactured by conventional ceramic processes is highlighted. Further advancements in the 3D printing of the SOFC components can be a step closer to the cost reduction and commercialization of this technology.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
• /
• pp.2132-2133
• /
• 2011

본 논문에서는 차량용 수소 연료전지 냉각수의 절연열화특성을 평가하기 위해 냉각수 시료에 대해 운전온도 보다 가혹한 열 열화 조건을 인가하여 그 특성을 평가하였다. 연료전지 냉각수의 절연열화기구는 냉각수 내 이온성 불순물 증가로 인한 도전율 상승, 유기물 성분의 열열화로 인한 절연저항 및 유전특성 변화 등으로, 이는 연료전지 차량의 절연저항 저하 등의 문제를 야기시킬 수 있다. 본 논문에서는 이온성 불순물에 의한 국부적인 절연특성을 평가 하기 위해 상용 전기전도도미터를 이용한 비전도도 측정 및 열열화로 인한 유기물 성분인 절연성 부동액의 유전특성 변화를 진단하여 열 열화된 냉각수의 전기전도도 및 전기용량 특성을 평가하였다. 또한 각 시료에 대한 내전압 시험을 진행하여 열 열화와 절연파괴 특성의 관계를 확인하였다.