• 전기의세계
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• v.28 no.10
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• pp.3-8
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• 1979

정확하게 예측할 수는 없지만 현상태대로 나간다면 적어도 20년 후에는 석유생산의 피이크를 맞이하고 30년후에는 고갈될 것이라고 내다보는 전문가가 많다. 그렇다면 우리는 하루라도 빨리 석유를 대신할 수 있는 신에너지원을 찾아야만 할 것이다. 우리가 사용하고 있는 에너지는 크게 나누어 전기와 연료의 두가지로 된다. 전기에 대해서는 새삼스럽게 이야기 할것 없고 연료라는 에너지는 자동차를 달리게 하고 공장을 움직이고 빌딩의 온방에 쓰이는 등 이것역시 문명사회에 불가결한 것이다. 이중 문제가 되고 있는 것이 석유에 의한 발전 곧 확력발전부문의 전망디다. 한편 연료에 대해서는 종래 주종을 이루어왔던 석유를 대신해서 석탄의 액화, 가스화 물의 분해에 의해서 만들어지는 수소연료 등이 생각되고 있는데 과연 고갈된지 않는 새로운 에너지로서는 어떤 것이 있는가 또 현재 이들이 어느정도 개발되고 있는가를 알기쉽게 2-3회로 간추려서 소개해 보기로 한다.

• 전기의세계
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• v.28 no.9
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• pp.30-34
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• 1979

정확하게 예측할 수는 없지만 현상태대로 나간다면 적어도 20년 후에는 석유생산의 피이크를 맞이하고 30년후에는 고갈될 것이라고 내다보는 전문가가 많다. 그렇다면 우리는 하루라도 빨리 석유를 대신할 수 있는 신에너지원을 찾아야만 할 것이다. 우리가 사용하고 있는 에너지는 크게 나누어 전기와 연료의 두가지로 된다. 전기에 대해서는 새삼스럽게 이야기 할것 없고 연료라는 에너지는 자동차를 달리게 하고 공장을 움직이고 빌딩의 온방에 쓰이는 등 이것역시 문명사회에 불가결한 것이다. 이중 문제가 되고 있는 것이 석유에 의한 발전 곧 확력발전부문의 전망디다. 한편 연료에 대해서는 종래 주종을 이루어왔던 석유를 대신해서 석탄의 액화, 가스화 물의 분해에 의해서 만들어지는 수소연료 등이 생각되고 있는데 과연 고갈된지 않는 새로운 에너지로서는 어떤 것이 있는가 또 현재 이들이 어느정도 개발되고 있는가를 알기쉽게 2-3회로 간추려서 소개해 보기로 한다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.12 no.4
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• pp.293-305
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• 2001

최근 디젤 대체 연료 및 발전용 연료로서 그 가능성을 인정받고 있는 DME(dimethyl ether, $CH_{3}OCH_{3}$)를 이용하여 수소를 생산하는 방법으로 DME 수증기 개질반응의 기초 실험을 수행하였다. DME 개질 반응의 생성물의 평형 조성 분포를 온도, 압력, 원료의 공급비$(H_{2}O/DME)$를 변수로 하여 열역학적으로 해석하였고, DME, 에탄올, 또는 메탄올 수증기 개질 반응의 생성물의 분포를 비교하여 수소 생산을 위한 공급원료로의 가능성을 검토하였다. 여러 종류의 개질 촉매를 사용하여 DME 개질 반응을 수행해 본 결과, 반응온도 $300^{\circ}C$, 반응압력 1atm, 원료 공급비$(H_{2}O/DME)=3$인 반응조건에서 1.0wt% $Pd/{\gamma}$-alumina가 가장 좋은 활성 및 60% 이상의 수소 선택도를 보여주었으, 또한 원료의 공급비가 증가함에 따라 DME의 전환율 및 주 생성물인 수소의 수율이 현저하게 증가함을 보여주었다.

• Membrane Journal
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• v.32 no.6
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• pp.475-485
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• 2022

The continuous excessive consumption of fossil fuels is causing global warming, climate, and environmental crisis. Accordingly, hydrogen energy attracts attention among alternative energies of fossil fuels, because it has the advantage of not emitting pollutants and not having resource restrictions. Therefore, various studies are being conducted on a water electrolysis system for producing hydrogen and a fuel cell system for producing electricity by using hydrogen energy as a fuel. In this study, 3D ionomer models were produced by reflecting the excessive water condition of an anion-conductive ionomer material, which is one of the core materials of water electrolysis systems and fuel cells. Finally, by analyzing the structural stability and performance of the ionomer under an excessively hydrated condition, we suggested a performance improvement factor in the design of an anion conductive ionomer, a key material for water electrolysis systems and fuel cells.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.2
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• pp.175-188
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• 2023

Global interest in hydrogen energy is increasing as an eco-friendly future energy that can replace fossil fuels. Accordingly, a next-generation hydrogen production technology using microorganisms, nuclear power, etc. is being developed, while a lot of time and effort are still required to overcome the cost of hydrogen production based on fossil fuels. As a way to minimize greenhouse gas emissions in the hydrocarbon-based hydrogen production process, methane direct decomposition technology has recently attracted attention. In order to improve the economic feasibility of the process, the simultaneous production of value-added carbon materials with hydrogen can be one of the most essential aspects. For that purpose, various studies on catalysis related to the quality and yield of high-value carbon materials such as carbon nanotubes (CNTs). In terms of process technology, a number of the research and development of fluidized-bed reactors capable of continuous production and improved gas-solid contact efficiency has been attempted. Recently, methane direct decomposition technology using a fluidized bed has been developed to the extent that it can produce 270 kg/day of hydrogen and 1000 kg/day of carbon. Plus, with the development of catalyst regeneration, separation and recirculation technologies, the process efficiency can be further improved. This review paper investigates the recent development of catalysts and fluidized bed reactor for methane direct pyrolysis to identify the key challenges and opportunities.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.27 no.9
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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.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.19 no.1
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• pp.57-63
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• 2011

Development of alternative energy is needed as the fossil is started to be exhausted. This alternative energy should be environmental friendly and renewable. Currently, the alternative energy which gets the most attraction is hydrogen. Hydrogen can be produced by a number of different processes. Among those methods, hydrogen production in biological way is considered as the most environmental friendly method. However, productivity of biological hydrogen production is not good enough to be commercialized yet. Thus, many researchers are trying to improve productivity and yield of biohydrogen production. Here, progress in the diverse developmental approaches on biological hydrogen production, is reviewed.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.29 no.5
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• pp.528-532
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• 2007

The generation of high-purity hydrogen from hydrocarbon fuels is essential for efficient operation of fuel cell. In general, most feasible strategies to generate hydrogen from hydrocarbon fuels consist of a reforming step to generate a mixture of $H_2$, CO, $CO_2$ and $H_2O$(steam) followed by water gas shift(WGS) and CO clean-up steps. The WGS reaction that shifts CO to $CO_2$ and simultaneously produces another mole of $H_2$ was carried out in a two-stage catalytic conversion process involving a high temperature shift(HTS) and a low temperature shift(LTS). In the WGS operation, gas emerges from the reformer is taken through a high temperature shift catalyst to reduce the CO concentration to about $3\sim4%$ followed to about 0.5% via a low temperature shift catalyst. The WGS reactor was designed and tested in this study to produce hydrogen-rich gas with CO to less than 0.5%.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.51-59
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• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.802-805
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• 2009

생활폐기물을 플라즈마 가스화하고 얻어지는 합성가스로부터 수소를 생산하는 파일럿플랜트 건설 계획을 소개한다. 이 파일럿플랜트는 현재 가동 중인 청송군의 10톤/일급 플라즈마 가스화 시설을 고농도 합성가스를 생산하는 시설로 변경하고 수소전환반응기와 수소 PSA 장치를 부착하여 99.999% 순도의 수소 $200Nm^3/h$을 생산하여 연료전지 발전하는 것으로 계획되어 있다. 이 파일럿플랜트는 $20Nm^3/h$ 급의 폐기물 플라즈마 가스화 - 고순도 수소 생산 기술개발 완료에 이은 상용화 실증 시설이다.