• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.41 no.3
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• pp.226-232
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• 2013

A compact hydrogen generation device of fuel cell system using chemical hydride storage technique was designed to fit the propulsion device requirement of a small unmanned aerial vehicle(SUAV). For high efficient, compact, and lightweight hydrogen generation control device, the Co-B catalyst hydrogen conversion rate by $NaBH_4$ aqueous solution flux is measured so that the proper amount of Co-B catalyst for maximum hydrogen generation of 100W stack was proposed. A compact hydrogen generation device is controlled by pump's on/off using its own internal pressure and consumes fuel in high efficiency through a dead-end type fuel cell. The fuel cell system has stable operation for a planed flight profile. The system operates up to maximum 7 hours and at least 4 hours for tough flight profiles.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.41 no.3
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• pp.233-239
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• 2013

A 100 W fuel cell system using chemical storage method has been applied for a propulsion system of the SUAV(Small Unmanned Aerial Vehicle). A fuel cell and battery have been combined for both the small/light hydrogen generation control system and the hybrid power supply system. A small hydrogen generation device was implemented to utilize NaBH4 aqueous solution and dead-end type PEMFC system, which were evaluated on the ground and by the flight tests. The system pressurized at a 45kpa stably operates and get higher fuel efficiency. The pressure inside of the hydrogen generation control system was maintained at between 45 kPa and 55 kPa. The 100W fuel cell system satisfies the required weight and power consumption rate as well as the propulsion system, and the fuel cell system performance was demonstrated through flight test.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.04a
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• pp.87-90
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• 2007

Fuel cell power system was developed for high-endurance unmanned aerial vehicle (UAV). Liquid chemical hydride was selected as a fuel due to its high energy density. Liquid storage of the fuel is an ideal alternative solution of the existing compressed hydrogen storage. The fueling system that extracts hydrogen from chemical hydride consists of catalytic reactor, micro-pump, fuel cartridge, separator, and controller. The fuel cell power system including the fueling system and the fuel cell that generates electricity was integrated into a proposed UAV. The performance verification of the fuel cell power system was performed to use as a power plant of the UAV.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.11 no.1
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• pp.43-49
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• 2000

The heat transportation from a complex of industry to a rural area needs more efficient method because the distance between them is usually more than 10km. Conventional heat transportation using steam or hot water via pipe line has limits in transportation distance (about 3~5 km) because of the heat loss and frictional loss in the pipe line. Metal hydride can absorb or discharge hydrogen through exothermic or endothermic reaction. After releasing hydrogen from metal hydride by means of the waste heat from industry, we can transport this hydrogen to urban area via pipe line. In urban areas, other metal alloy reacts with this hydrogen to form metal hydride and produces heat for heating. Cool heat is also obtained if it is possible to use metal hydride with low reaction temperature. Therefore, metal hydride can be used as a media for transportation and storage of heat. $MmNi_{4.5}Al_{0.5}Zr_{0.003}$, $LaNi_5$, $Zr_{0.9}Ti_{0.1}Cr_{0.6}Fe_{1.4}$, $MmNi_{4.7}Al_{0.1}Fe_{0.1}V_{0.1}$ alloys were selected for this purpose and the properties of those metal hydrides were discussed. The design and control techniques were proposed and discussed for this heat transportation system using metal hydride.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2006.06a
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• pp.216-218
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• 2006

본 논문에서는 연료전지용 듀얼 부스트 컨버터의 전압제어루프의 피드백 루프에 디지털 필터를 도입하여 부하에 의해 발생하는 출력전압의 저고조파 리플성분을 제거한 측정값을 사용함으로써 입력전류의 저고조파 리플을 제거하고, 전류제어루프에 predictive deadbeat 제어기법을 적용하여 제어주기와 제어알고리듬 계산에 의한 시간적 지연에 의해 발생되는 동적응답특성의 저하를 최소화한다. 센서를 사용하는 대신 연료전지 스택에 공급되는 수소와 공기의 압력과 스택의 출력전류에 결정되는 연료전지의 전압-전류 특성곡선을 이용하여 부스터 컨버터의 입력전압을 계산하고 전류를 제어함으로써 연료전지 시스템의 성능을 최적화한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.211-212
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• 2011

플라즈마를 제어하기 위해서는 플라즈마의 온도, 밀도, 에너지 분포등과 같은 플라즈마의 특성을 정확히 측정할 수 있어야한다. 핵융합발전에서는 플라즈마를 발생하기 위하여 플라즈마의 온도, 밀도 등 각종 변수들을 시공간적으로 계측, 분석할 수 있는 진달설비를 사용하고 있으며, 정확한 플라즈마 제어와 측정을 위한 새로운 진단기술을 개발하고 있다. 그리고 중요한 변수중에 하나인 플라즈마 이온온도를 측정하기 위해 중성입자 검출법이 잘 알려져 있다. 이 실험은 수소 중성입자가 토카막 내부의 플라즈마 이온과 충돌하면서 생성된 고속 중성입자의 에너지를 분석하는 실험이다. 본 연구의 실험방법은 수소 중성입자를 이온빔 장치에서 이온화 시킨 후 자체 제작한 가속기를 통하여 가속시켜 에너지 특성을 분석을 하는 것이다. 본 연구의 실험장치로 에너지 교정용 100 keV 이온빔 소스를 제작 하였고 이온빔 장치 내부에 수소기체를 주입하고 기체방전을 일으켜 플라즈마를 발생시켰다. 이온빔 외부에는 팬을 설치하고 전도성이 강한 물 대신 전도성이 약한 오일을 사용하여 냉각 하였다. 이온빔 장치와 결합될 이온 가속장치는 지름 300 mm, 두께 2 mm의 원형 구리판을 여러층으로 쌓아 전극으로 제작하였고 전극과 전극 사이에서 코로나 방전과 스파크를 방지하기 위해 전극 둘레에 코로나링을 설치 하였다. 또한 전극 사이마다 1G${\Omega}$의 저항을 설치한 후 고전압을 생성하여 이온 가속 효율을 증대시켰다. 진공시스템으로는 Alcatel사의 CFF100 터보분자 펌프와 우성진공사의 MVP24 진공로타리펌프를 결합하여 사용하였으며, 진공도측정은 Alcatel사의 ACS1000 장치를 사용하였다. 고진공후 고속 중성입자의 이온화와 에너지 측정을 위한 전하교환기를 설치하였다. 전하교환기로는 진공시스템을 별도로 설치하고 비용이 비교적 많이 드는 기체형 전하교환기 대신 소형화가 가능하고 유지보수가 좋은 고체형 전하교환기 제작하여 실험 하였다. 전하교환기에서 이온화된 고속 중성입자가 전기장이나 자장에 영향을 받았을때 에너지분포를 디텍터를 통해 측정하였다. 즉, 이온화된 중성입자의 에너지가 실리콘 다이오드를 통해 전압 펄스 신호로 변환되고 이차 증폭기를 통해 전압 펄스 신호들이 증폭한다. 에너지 측정을 위한 디텍터는 소형화가 가능하고 비용이 비교적 적게 드는 실리콘 다이오드를 설치하였다. 본 연구결과 중성입자 에너지 분석 장치가 실제 핵융합 장치의 플라즈마 이온온도와 특성 측정에 적용할 수 있으며, 앞으로 개발될 여러 형태의 응용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 진단에 이용될 것으로 기대한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.825-828
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• 2009

고형원료인 폐기물의 감량화 및 자원화 기술 중 가장 대표적인 기술로 폐기물의 소각(incineration)기술과 가스화(gasification)용융기술을 들 수 있다. 폐기물 가스화 기술은 폐기물 내의 탄소, 수소 성분을 가스화하여 CO, $H_2$가 주성분인 합성가스(synthesis gas, syngas)로 전환하여 불연물은 용융되어 환경적으로 무해한 슬래그로 회수하는 기술이다. 폐기물 가스화 용융 시스템으로 발생된 합성가스를 재순환하여 사용하는 합성가스 재순환시스템을 통해 가스화에 필요한 열을 시스템 내에서 대체하여 사용하는 기술개발은 폐기물 가스화 용융기술의 경제성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 고형 폐기물 가스화반응에 의해 발생되는 합성가스를 재순환하여 폐기물 가스화 용융 시스템내의 자체 에너지원으로 활용할 수 있도록 하는 합성가스 재순환 시스템 및 버너의 운전특성을 고찰하였다. 합성가스의 재순환 장치에서의 운전 압력 제어 및 유량제어를 통해서 안정적인 합성가스 재순환 성능과 재순환버너의 연소 성능을 유지할 수 있었다. 합성가스 재순환버너에 의한 16,800 $kcal/Nm^3$ 조건 및 33,600 $kcal/Nm^3$ 조건에서 운전시에도 가스화기의 운전온도는 안정적으로 유지됨에 따라 생산된 합성가스의 가스화기 보조연료 대체 및 에너지절감이 가능한 것으로 판단된다.

• Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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• v.51 no.3
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• pp.10-21
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• 2014

In Fukushima accident, when the severe accident such as a natural disaster happens, it is impossible to monitor the plant status due to a extreme environment and station blackout and most I&C systems break downs. Finally, these cause the loss of emergency cooling function and thus results in a hydrogen explosion and radiation leak. In this paper, the emergency response system is introduced that monitors and controls properly when the sever accidents like Fukushima accident happen, And the performance requirements of a wireless communication system used in the emergency respons system is described and the performance of emergency communication system is analyzed using the markov model.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.1
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• pp.11-15
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• 2016

Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFC) instead of batteries is appropriate for long time flight of unmanned aero vehicles (UAV). In this work, $NaBH_4$ hydrolysis system supplying hydrogen to PEMFC was studied. In order to decrease weight of $NaBH_4$ hydrolysis system, enhancement of hydrogen yield, recovery of condensing water and maintenance of stable hydrogen yield were studied. The hydrogen yield of 3.4% was increased by controlling of hydrogen pressure in hydrolysis reactor. Condensing water formed during air cooling of hydrogen was recovered into storage tank of $NaBH_4$ solution. In this process the condensing water dissolved $NaBH_4$ powder and then addition of $NaBH_4$ solution decreased system weight of 14%. $NaBH_4$ hydrolysis system was stably operated with hydrogen yield of 96% by 2.0g Co-P-B catalyst for 10 hours at 2.0L/min hydrogen evolution rate.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.25 no.5
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• pp.11-18
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• 2021

Since hydrogen has the lower minimum ignition energy than that of gasoline, hydrogen could be also appropriate for the IC engine systems. However, due to the low ignition energy, there might be a 'back-fire' and 'pre-ignition' problems with hydrogen SI(Spark-ignition) combustion. In this research, cooling effects of intake gas mixture on the improvement of the maximum power output were evaluated in a 2.4 L SI engine. There were two ways to cool intake gas mixtures. The first one was cooling intake fresh air by adjusting inter-cooler system after turbocharger. The other one was cooling hydrogen fuel before supplying by using heat ex-changer. Cooling hydrogen was performed under natural aspired condition. The result showed that cooling fresh air from 40 ℃ to 20~30 ℃ improved the maximum brake power up to 6.5~8.6 % and cooling hydrogen fuel as -6 ℃ enhanced the maximum brake power likewise.