• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.07a
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• pp.485-487
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• 2007

본 연구에서는 Z-소스 네트워크를 갖는 순시전압sag 보상기를 제안하였다. 제안된 시스템은 연료전지 스택(fuel cells stack)을 갖고 있는 Z-소스 인버터의 shoot-through제어에 의하여 ac보상전압을 직접 발생한다. PSIM 시뮬레이션에 의하여 sag와 swell이 발생되는 정상상태와 과도상태에서의 제안된 방법의 타당성을 검토하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.07a
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• pp.275-276
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• 2014

본 논문에서는 저 전압스트레스를 갖는 LED 구동회로를 제안한다. 기존 회로는 높은 출력 전압 사양의 LED 모듈을 구동하기 위하여 부스트 컨버터를 사용하며, 이에 따라 반도체 소자들의 전압스트레스가 높다. 반면, 제안된 회로는 높은 LED 출력전압을 구동하기 위하여 벅 컨버터의 출력전압에 Floating 된 보조전압을 더해 LED를 구동하기 때문에 반도체 소자의 전압스트레스를 현저히 줄일 수 있으며, 별도의 dimming 스위치가 필요 없는 장점이 있다. 본 논문에서 제안된 회로의 우수성을 검증하기 위하여 이론적 분석과 210W급 55인치 4-Channel LED 구동회로에 적용하여 실험결과를 제시한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.28 no.1
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• pp.118-124
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• 2017

An air cooling, open cathode type polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) has the advantages of system simplification and cost effectiveness. Open cathode PEMFC could suffer from reduced performance due to the membrane dehydration in low humidity of air. Effects of the cathode air flow rate, anode purge interval and long term storage on PEMFC performance were investigated in this work. Fan voltage is an important factor on air cooling PEMFC performance because the cathode air flow rate and stack temperature were controlled by fan voltage. The dead ended anode (DEA) method was applied to increase hydrogen usage. Periodical purge was used to discharge accumulated water and gas. The influence of long term non-operating condition on PEMFC performance degradation due to the membrane dehydration was also studied and the quick recovery method was developed.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07d
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• pp.2336-2338
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• 2000

고효율, 무공해의 신발전 기술인 연료전지 발전은 발전 용량 및 스택구성에 따라 차이가 있으나 기본적으로 저전압, 대전류 특성과 부하에 따라 발전 전압이 크게 변동하는 특성을 갖는 직류전원으로써 이를 상용으로 이용하기 위해서는 연료전지 발전 전력을 안정된 전력으로 변환하여 주는 장치가 필요하며, 이러한 전력 변환장치가 연료전지 발전의 최종 출력 전원의 질을 결정한다. 연료전지 전력변환장치는 전압조절기능, 승압 기능을 가져야 하고, 연료전지 본체와 부하를 안정하게 운전하기 위해 전력변환장치 뿐만 아니라 부하와 연료전지 본체의 운전상태 감지 기능, 각종 장치의 보호와 제어기능을 가져야 한다. 본 논문의 목적은 자동차용 연료전지 출력 전력변환장치의 종합제어장치의 설계를 위해 연료전지 스택시뮬레이터를 개발하는 것이다. 연료전지 스택 시뮬레이터는 연료전지 발전 특성과 일치하는 전력을 출력해 주는 직류전원 공급장치로써 이를 이용하여 연료전지 출력 전력변환장치의 종합제어장치를 충분한 예비실험과 수정, 보완함으로써 연료전지용 전력변환 시스템의 성능개선, 안정성 향상 등을 가질 수 있다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.15 no.2
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• pp.134-141
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• 2010

Small PEM (Proton Exchange Membrane) fuel cell systems do not require humidification and have great commercialization possibilities. However, methods for controlling small PEM fuel cell stacks have not been clearly established. In this paper, a control method for small PEM fuel cell systems using a dual closed loop with a static feedforward structure is defined and realized using a DSP (Digital Signal Processor). The fundamental elements that need to be controlled in fuel cell systems include the supply of air and hydrogen, water management inside the stack, and heat management of the stack. For small PEM fuel cell stacks operated without a separate humidifier, fans are essential for air supply, heat management, and water management of the stack. A purge valve discharges surplus water from the stack. The proposed method controls the fan using double control loops to quicken transient response of the fan thereby improving the supply rate of air. Feedback control to compensate for the voltage change in fuel cell stack improves the response characteristics in fuel cell to load variations. The feasibility of proposed method was proved by the experiments with a 60W small PEM fuel cell system and operation of a notebook computer using this system.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1999.05a
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• pp.213-218
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• 1999

용융탄산염 연료전지 (MCFC) 스택의 운전시에 가장 문제가 되는 사항들 중의 하나는 전지 반응에 의해 생성되는 많은 열량으로서, 이로 인해 내부 온도가 상승하고 심한 온도 분포가 존재하게 되며 이는 출력 전압 또는 전류의 불균일을 초래하는 동시에 전지 성능 열화(degradation)를 가속시켜 장기 운전에 큰 장애 요인이 된다. 현재 국내에서 개발중인 100kW급 MCFC 발전 시스템의 스택은 전극 면적이 6,000 $ extrm{cm}^2$ 혹은 그 이상에 이르며 25 kW 모듈당 적층되는 전지는 40장으로서 운전시의 발열량 조절이 매우 큰 문제로 등장한다.(중략)

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.11 no.1 s.34
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• pp.51-54
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• 2007

78-cell proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) stack with an effective electrode area of $295cm^{2}$ were investigated its operational characteristics and effects of CO poisoning. When power output, 5.4 kW, was released at current density of $325mA/cm^{2}$ for 6 hours, stablility of each cell was showed the small deviation of 2.3%. Carbon monoxide is a conventional contaminant in the fuel obtained from reforming processes with an important influence on the performance of the PEMFC. The studies of continuous injection of CO presented (5-20 ppm) with the time gave information about poisoning and recovery processes of the stack.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.332-335
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• 2006

전극 전해질 복합체가 하나로 구성된 단위전지는 전기출력이 낮아 원하는 전기출력을 얻기 위하여 단위전지를 여러 장 직렬로 쌓아 스택을 구성하여야 한다. 본 연구에서는 400W급 직접메탄을 연료전지 스택을 제조하여, 운전 조건의 최적화를 위한 실험을 수행하였고, 한국형 휴머노이드 로봇인 Hubo에 적용하여 그 동특성을 평가하였다. 0.8M 메탄을 용액은 260 ml/min의 유량을, 공기는 42LPM을 스택에 주입하여 400W의 성능을 나타내었다. 연료전지 스택의 온도와 전압의 편차는 작았으며 정상 운전시스템의 온도는 약 $70^{\circ}C$를 유지하였다. 로봇의 필요 전력이 높을 경우, 배터리와 연료전지가 동시에 부하 변동에 대응하였다 방전된 배터리는 로봇의 필요 전력이 낮아질 경우, 충전되어 이후의 방전 상황에 대비하였다. 연료전지 시스템 적용 결과 로봇의 성공적인 운전을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.26 no.5
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• pp.569-575
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• 2020

In this study, a fuel cell system model for ship power was developed and verified by comparing the experimental results obtained by supplying pure oxygen. To verify the proposed model, the fuel cell output characteristics when oxygen was supplied were compared with those when air was supplied using an air compressor. In addition, the effect of the change in the thermal properties of the fuel cell system on the output of the stack was examined. Within the experimental range of this study, when pure oxygen was supplied as the cathode supply gas, the calculated and experimental voltages and outputs obtained through modeling were almost the same over the entire load range. When air was supplied instead of oxygen for the cathode supply at a constant load of 560 A, each stack voltage was approximately 14 V, the stack output was approximately 8 kW, and the stack efficiency was approximately 3 %. It was confirmed that the overall system efficiency was reduced by approximately 8 %. Among the thermal properties examined in this study, the heat transfer coefficient of the coolant to the stack was found to have the greatest effect on the output of the stack.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.130.2-130.2
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• 2010

한전 전력연구원에서는 2009년 12월부터 125 kW급 용융탄산염 연료전지 발전시스템의 성능평가를 위한 운전이 진행되고 있다. 현재 진행 중인 "250 kW급 열병합 용융탄산염 연료전지 Proto Type개발" 과제의 최종시작품인 250 kW급 발전시스템은 125 kW급 MCFC 스택 2기로 설계되어, 125 kW급 시스템의 시험운전은 매우 중요한 기술적 성과가 될 것이다. 현재 125 kW급 MCFC 스택은 10,000 $cm^2$의 유효전극면적을 갖는 단위전지들로 구성되었으며, 적층 스택의 온도 및 농도분포의 최적화를 위해 내부 매니폴드 및 Co-flow Type 열교환기 기반의 분리판을 개발 적용하였다. 연료극의 전극 구성은 Ni-Al alloy로, 공기극의 전극 구성은 Lithiated-NiO로 이루어졌다. 그리고 매트릭스는 ${\alpha}-LiAlO_2$로 제작되었고, 전해질은 Li과 K Carbonate가 68 : 32 비율로 섞인 용융염을 사용하였다. 본 125 kW급 용융탄산염 연료전지 시스템의 운전평가는 고적층 스택의 온도 및 농도 분포를 확인하고, 최적화된 스택 운전 조건을 도출하는 것을 그 목적으로 하고 있다. 125kW급 스택 1기의 규모의 주변기기 시스템은 외부개질기, 촉매연소기, 이젝터, 고온순환 블로어 및 공기블로어 등으로 이루어져 있다. 고온형 연료전지 시스템에서 연료극과 공기극의 균일한 온도 및 압력 확보는 매우 중요하며, 이를 위하여 외부개질기 및 촉매연소기 연동을 통한 온도편차를 최소화하고, 기존 고온용 순환 블로어 대신 이젝터를 개발 도입하여 압력균형을 조절하였다. 125kW급 MCFC 시스템은 2009년 12월부터 전처리 운전을 시작하여 2010년 1월 말부터 PCS로 전기를 생산하고 있다. 평균전압 0.83V에서 100kW의 출력을 기록하였으며, 피크부하 120 kW, 누적출력량 30 MWh를 초과달성하였다.