• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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• pp.1520-1521
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• 2007

고분자 전해질 연료전지(PEMFC, polymer electrolyte membrane fuel cell)는 수소이온특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서 무공해 차량의 동력원, 가정용 발전, 우주선용 전원, 군사용 전원 등 매우 다양한 부분에서 사용되어질 것으로 사료된다. 하지만 현재 높은 가격과 짧은 수명 등의 문제로 상용화에 이르지 못하고 있다. 고분자전해질 연료전지의 스택 가격을 부품별로 조사하여 보면 분리판이 전체 스택가격의 60% 정도가 가장 높은 비중을 차지하며 기체 확산층으로 사용되는 탄소재료가 12%,전해질이 10%, 촉매가 8% 정도를 차지한다. 촉매 또한 저가의 비귀금속 촉매를 개발하거나 백금 촉매의 성능을 향상시켜 촉매 사용량을 낮춤으로써 가격을 낮추기 위한 연구가 진행되어지고 있으며 전해질로 사용하는 고분자막도 가격이 매우 높은 Nafion 대신 저가 고분자를 개발하거나, 또는 가능한 얇은 전해질을 사용하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 하지만 아직까지는 뚜렷한 진척성과가 없는 것으로 알려져 있다. 그래서 본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 고분자 Membrane의 특성을 향상시키고 또한 박막의 배양성과 특성에 대해서 고찰해 보고자한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권6호
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• pp.720-726
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• 2014

PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 차량은 미래 청정수송기관으로 각광받고 있지만 수소스테이션의 인프라부족으로 현재는 수소를 공급해주는 연료개질기를 함께 장착하여 구동하여야 한다. 탄화수소연료로부터 수소를 생산하는 연료개질기를 대상으로 다양한 연구가 진행되어왔는데 기존연구에서는 열적중립 조건의 ATR(Auto-Thermal Reformer) 반응기에 대해 집중적으로 분석하거나 공정최적화부문에서 최대수소생산을 목표로 주로 열효율을 목적함수로 설정하여 평가해 왔다. 본 연구에서는 100 kW PEMFC용 연료개질기를 대상으로 간단한 소형시스템을 얻기 위해 외부 유틸리티가 필요없는 단열열교환망으로 구성된 조건에서 기존 열효율이 아닌 수소효율을 새로이 정의하여 가솔린, LPG, 디젤 각 연료에 대해 최적운전조건을 도출하였다. 가솔린의 경우 기존 비교문헌보다 9.43% 연료절감효과를 얻음으로써 제안한 목적함수의 타당성을 입증하였고, 추가적으로 수소효율 및 열교환량, 열교환면적에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 마지막으로 제안한 시스템을 한국시장에 적용할 경우 LPG 연료를 사용하는 연료개질기가 가장 경제적임을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.133-141
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• 2009

본 논문에서는 전기자동차의 고전압 시스템의 안전성을 확보하기 위한 법규 규제안 생성 방법론을 제시하였다. 법규가 기술적으로 모든 영역을 빠뜨리지 않고 정의하고 있는지를 파악하기 위한 방법으로 법규분포분석법(Regulation Distribution Analysis Method)과 법규 완전도 분석법(Regulation Completeness Analysis Method)을 제시하였다. 자동차 설계와 생산에 있어서 법규/규제는 중요한 이슈가 되고 있다. 원칙적으로 법규는 자동차 승객과 환경을 보호하는 목적으로 생성되고, 이윤 추구 중심의 시장에서 놓칠 수 있는 기술적 항목들을 규제할 수 있도록 한다. 매연 배출 정도, 매연 모니터링 시스템, 전기 안전성과 같은 항목이 그 예이며, 향후 연료전기자동차 양산을 앞두고는 고전압 안전성과 관련된 규제 또한 필요하게 될 것으로 파악된다. 그러나 규제 항목에서 미정의된 부분이 있는지를 확인하는 체계적인 방법이 없어 본 논문에서는 기술적인 파라미터를 중심으로 규제항목을 검토하는 방법론을 제시하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권2호
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• pp.163-169
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• 2019

This study is a research to compare efficiency of new cooling system (chiller, pre-cooler) to that of the conventional system at the hydrogen refueling station (HRS). This study includes contents for thermodynamic comparison of cooling system for HRS and comparison of pros and cons of its components. So It is to establish design concept of cooling system of HRS supplying with fuel cell electric vehicle (FCEV). HRS is charging high pressure H2 (700 bar) to FCEV. However cooling system is need to prevent temperature rise in tank. This cooling system consists of pre-cooler and chiller system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.150-155
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• 2012

Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) stack power output is needed to be approximately 100 kW to meet the requirements of automotive applications. In order to secure the electric safety for drivers, passengers and mechanics, it is very important to understand phenomena of an electric insulation in a fuel cell vehicle. In this study, we studied the electric insulation properties and the insulation resistance of stack, system and vehicle in the field of fuel cell was estimated at the applied voltage of 500 V, respectively. Also we discussed the insulation factors such as the conductivity of coolant, the element of vehicle design and the intrinsic resistance of the vehicle components.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.135.1-135.1
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• 2011

철도 선진국을 중심으로 신재생에너지의 철도 시스템 적용이 가속화 되고 있고, 국내에서도 철도 시스템에 신재생에너지를 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 이미 상당수의 신규 역사가 BIPV(building integrated photovoltaic) 시스템을 적용하고 있고, 단순히 유휴지를 이용한 풍력 발전 시스템을 넘어서 차량의 주행풍을 이용하거나 차량 외부에 풍력 발전기를 설치하는 등의 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 수소 에너지를 연료로 하는 연로전지의 경우 기존 전기철도의 대체 연료로서 주목을 받으며 많은 연구가 이루어졌고 현재는 시험 운전 단계에 이르러 있다. 지열의 경우에는 벌써 오래전부터 승강장 또는 선로의 해빙장치의 에너지원으로 사용 되고 있다. 이밖에 수력 및 해양 에너지의 경우 전철전력의 청정 에너지 공급원으로 보고되고 있으며, 차량이나 역사 내에서 발생하는 운동 에너지를 수확하여 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅 기술이 새로운 신재생에너지 기술로서 많은 관심을 받고 있다. 에너지 문제와 온실가스 감축 의무 부담이 날로 가중되는 현 시점에서 신재생에너지의 전기철도 시스템 적용은 이 같은 문제를 해결할 수 있는 확실한 대안이 될 것이다. 본 논문에서는 국내외 전기철도 시스템의 신재생에너지 적용 기술과 적용 방안에 대해 고찰한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권3호
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• pp.241-246
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• 2015

The interest of New Renewable Energy is increasing globally because of the increment of the uncertainty for the energy's supply and demand, and the increment of the frequency in weather anomaly and its damages. One of the New Renewable Energies, Hydrogen receives attention as the future energy that can deal with global environment regulation. Fuel Cell Electric Vehicle (FCEV) is an environment-friendly vehicle that uses Hydrogen as fuel. The electric power for FCEV is generated by chemical reaction with Oxygen from the air and Hydrogen. Hyundai Motor Company (HMC) has developed a proprietary fuel cell system since 2005. In 2012, HMC is the first car maker that mass-produces the ix35 FCEV to the worldwide such as North America, Europe, etc. In order to develop and improve the FCEV technology, data acquisition and analysis of the driving vehicle information is essential. Therefore, the monitoring system is developed, which is consist of datalogger, Automatic Vehicle Location (AVL) server and main server. Especially, WCDMA technology is integrated into the system which enables the data analysis without any restriction of time and region. The main function of the system is the analysis of the driving pattern and the component durability, and the safety monitoring. As a result, ix35 FCEV has successfully developed by using the developed monitoring system. The system is going to take an advantage of development in the future FCEV technology.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.164-173
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• 2015

본 연구에서는 다양한 도로운송부문용 에너지 공급 시스템을 구축하고 각 시나리오의 최적 비용을 비교분석하였다. 에너지 공급 시스템의 구성요소로써 기존의 정유공정, 부생수소 시스템, 신재생 에너지 자원 기반의 전력 생산공정, 전력운송을 위한 전력망을 설정하였으며, 내연기관자동차, 전기자동차, 연료전지자동차 등 세 가지의 도로운송부문용 자동차를 포함하였다. 이러한 구성요소를 포함한 다양한 에너지 공급 시스템 시나리오를 기반으로 최적 생애주기비용을 규명할 수 있는 에너지 시스템 평가모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 최적화 모델을 제주도 지역에 적용함으로써 모델의 성능을 검증하였고 또한 제주도 지역의 에너지 시스템 구축에 관한 다양한 시나리오의 경제성을 분석하였다. 제주도 도로운송부문용 에너지 공급 시스템의 생애주기비용 분석 결과, 전력망을 이용하여 전기를 공급하는 전기자동차 시나리오가 상대적으로 가장 높은 경제성을 보였으며, 신재생 에너지 자원을 이용하여 수소를 공급하는 연료전지자동차 시나리오가 가장 낮은 경제성을 보였다. 또한 연료비용, 차량비용, 인프라비용, 유지비용 등 주요 비용 관련 변수들에 관한 민감도분석을 수행함으로써 생애주기비용의 변화에 주요한 구성요소들을 규명하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.193-196
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• 2007

We developed and tested the high pressure hydrogen gas cylinder(type4) for fuel cell vehicle. The working pressure is 350bar. We conducted material tests, production tests and design qualification tests on the developed cylinders according to modified NGV2-2000(hydrogen). The high pressure hydrogen gas cylinder met all the design qualification requirements of ANSI/CSA NGV2-2000 and acquired NGV2 certification from independent inspection agency.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권1호
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• pp.38-44
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• 2009

Recently, the research focused on fuel cell hybrid vehicles (FCHVs) is becoming an attractive solution due to environmental pollution generated by fossil fuel vehicles. The proper energy control strategy will result in extending the fuel cell lifetime, increasing of energy efficiency and an improvement of vehicle performance. Battery state of charge (SoC) is an important quantity and the estimation of the SoC is also the basis of the energy control strategy for hybrid electric vehicles. Estimating the battery's SoC is complicated by the fact that the SoC depends on many factors such as temperature, battery capacitance and internal resistance. In this paper, battery charging time estimated by SoC is studied by using the speed response and current response. Hybrid system is consist of a fuel cell unit and a battery in series connection. For experiment, speed response of vehicle and current response of battery were determined under different state of charge. As the results, the optimal battery charging time can be estimated. Current response time was faster than RPM response time at low speed and vice versa at high speed.