• Title/Summary/Keyword: 에너지 분산법

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다공성 금속 합금 폼 표면의 향상된 촉매 분산을 위해 원자층 증착법을 이용한 inter-layer의 도입

  • Lee, Yu-Jin;Gu, Bon-Yul;Baek, Seong-Ho;Park, Man-Ho;An, Hyo-Jin
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2015.08a
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    • pp.97-97
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    • 2015
  • 전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.

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Development of Internal Reforming Catalysts using Homogeneous Precipitation (균일용액 침전법을 이용한 내부개질촉매 개발에 대한 연구)

  • Jung, You-Shick;Rhee, Young-Woo;Koo, Kee-Young;Jung, Un-Ho;Youn, Wang-Lai;Seo, Yong-Seog
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.199-202
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    • 2009
  • 본 연구에서는 내부 개질반응에서 사용되는 고함량의 니켈촉매(Ni/Al2O3계열 촉매)제조를 위해, 요소(urea)를 이용한 균일용액 침전법을 이용하여 니켈이 고분산된 52wt% Ni/$Al_2O_3$ 촉매를 제조하였다. 제조 촉매는 BET 표면적, 니켈분산도, 니켈표면적 등 물리.화학적 물성 모두 우수하였으며, 환원 패턴은 상용촉매와 비슷하게 나타났다. 실제 반응온도인 $650^{\circ}C$에서 소성하여 화학흡착을 비교한 결과,상용촉매는 니켈분산도 및 니켈표면적이 감소한 반면 균일용액 침전법으로 제조한 촉매는 거의 변화가 없었다. 개질 성능 또한 상용촉매보다 우수하였는데, 이것은 균일용액 침전법으로 제조한 촉매는 활성점(니켈)이 지지체에 나노사이즈로 고르게 잘 분산되었기 때문이라고 판단하였다. 또한 합성온도 조절을 통해, $650^{\circ}C$ 소성 후에 물성변화를 살펴보았고 합성온도 $85^{\circ}C$에서 고분산 니켈 촉매 제조가 가능하였다.

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Energy and Performance-Efficient Dynamic Load Distribution for Mobile Heterogeneous Storage Devices (에너지 및 성능 효율적인 이종 모바일 저장 장치용 동적 부하 분산)

  • Kim, Young-Jin;Kim, Ji-Hong
    • Journal of the Korea Society of Computer and Information
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    • v.14 no.4
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    • pp.9-17
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    • 2009
  • In this paper, we propose a dynamic load distribution technique at the operating system level in mobile storage systems with a heterogeneous storage pair of a small form-factor and disk and a flash memory, which aims at saving energy consumption as well as enhancing I/O performance. Our proposed technique takes a combinatory approach of file placement and buffer cache management techniques to find how the load can be distributed in an energy and performance-aware way for a heterogeneous mobile storage air of a hard disk and a flash memory. We demonstrate that the proposed technique provides better experimental results with heterogeneous mobile storage devices compared with the existing techniques through extensive simulations.

Measuring the benefits from integrated energy business-based combined heat and power plant as a decentralized generation source with a focus on avoiding the damages caused by large-scale transmission facilities (분산형 전원으로서의 집단에너지사업 열병합발전의 송전망 피해 회피편익 추정)

  • Kim, Hyo-Jin;Choi, Hyo-Yeon;Yoo, Seung-Hoon
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.24 no.3
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    • pp.67-73
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    • 2015
  • Almost base-loaded power plants such as flaming coal and nuclear energy require large-scale transmission facilities (LTFs) in order to send electricity to remote consumption areas. As well known, LTFs incur various social costs. However, a decentralized generation source such as integrated energy business (IEB)-based combined heat and power (CHP) plant is located in nearby electricity-consuming area, and thus it does not demand LTFs, providing the benefits from avoiding the damages caused by them. This study attempts to measure the benefits of avoiding the damages from the LTFs by the use of the contingent valuation (CV) method. To this end, a national survey of randomly chosen 1,000 households was implemented and the public's willingness to pay (WTP) for substituting consumption of electricity generated from flaming coal-fired power plant, currently a dominant generation source in Korea, with that produced from IEB-based CHP plant. The results show that the WTP for the substitution is estimated to be about 41.4 won per kWh. Considering that this value amounts to 33% of the average price of residential electricity in 2014, the external benefit of the IEB-based CHP as a decentralized generation appears to be large.

Application of Tabu Search for Service Restoration of Distribution System with Dispersed Generators (분산전원을 고려한 배전계통 고장 복구문제에 타부탐색법 적용)

  • Bae, Byung-Hyun;Mun, Kyeong-Jun;Kim, Hyung-Su;Park, June-Ho
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2003.07a
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    • pp.369-371
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    • 2003
  • 본 논문에서는 차세대 대체 에너지원으로서 주목받고 있으며, 상용화되고 있는 분산전원이 도입된 배전계통에서 고장이 발생한 경우, 경험적 최적화 알고리즘인 타부 탐색법을 적용한 고장 복구 알고리즘을 제안하고자 한다. 배전계통 고장복구 문제는 배전 선로상에 고장 발생시 최적의 부하절체를 함으로써 건전 정전구간을 최소화하는 것을 목적으로 한다. 배전 자동화시스템에서 분산전원 계통을 자동화하여 분산전원의 동작 상태를 감시하고 고장검출, 계통분리 또는 원격스위치를 제어함으로써 고장복구 방법을 제시한다. 제안한 알고리즘의 유용성을 입증하기 위해 참고문헌의 예제 계통에 제안한 방법을 적용해 본 결과, 제안한 알고리즘이 해의 탐색속도 및 해의 성능면에서 우수함을 확인하였다.

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Contribution Assessment of Roadheader Performance Indexes by Analysis of Variance (분산분석을 이용한 로드헤더 절삭시험 입출력 인자 간의 기여도 조사)

  • Mun-Gyu, Kim;Chang-Heon, Song;Joo-Young, Oh;Jung-Woo, Cho
    • Tunnel and Underground Space
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    • v.32 no.6
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    • pp.386-396
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    • 2022
  • To analyze the influence of variables of roadheaders, the linear cutting testing data of pick cutter were collected from the former literatures. The input factors were set up as uniaxial compressive strength, cutting depth, cutting spacing, attack angle, skew angle, and output factors were determined as specific energy, average cutting force, maximum cutting force, average vertical force, and maximum vertical force. After composing a table of the design of experiment (DOE). The contribution level of each factor was calculated by analysis of variance (ANOVA). As a result, the factors having greatest influence on cutting force and specific energy were uniaxial compressive strength and cutting spacing.

Fabrication of Pt-Ru/C Composite Catalyst Electrodes by Electrophoresis Deposition Method for DMFC Fuel Cell and their Characteristics (전기영동법에 의한 직접메탄올 연료전지용 Pt-Ru/C 복합촉매 전극제조 및 특성평가)

  • Kim, Jeonghyun;Song, Minkyeong;Kim, Jinwoo;Yu, Yeontae
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.86.2-86.2
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    • 2011
  • 저온형 연료전지인 직접 메탄올 연료전지(Direct Methanol Fuel Cells, DMFC)는 친환경적인 발전 시스템, 높은 에너지 효율의 장점 때문에 주목을 받고 있으나 연료극의 촉매로 사용되는 금속은 고가의 귀금속인 Pt와 Ru가 요구되어 제조비용이 비싸기 때문에 촉매의 양을 줄이고, 반응 도중 생성되는 CO에 의한 촉매의 피독 문제 등 해결하여야 할 점이 산적해 있어 연료전지 중 촉매의 활성을 높이는 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 종래의 MEA의 촉매층 제조공정은 우선 환원석출법에 의해 Pt-Ru/C를 합성하고 Nafion 용액에 혼합하여 Pt-Ru/C 슬러리를 제조한다. 이 방법에서는 carbon sheet에 spray 방법으로 Pt-Ru/C 촉매층이 만들어지기 때문에, Pt-Ru 촉매가 Nafion에 의해 부분적으로 매몰되어 촉매의 전기화학적 활성이 떨어지는 문제점이 있다. 이를 해결하는 방안으로 펄스전류를 이용하여 Pt-Ru 합금입자를 carbon sheet에 전기화학적으로 담지 시켜 Nafion에 매몰되는 것을 방지하는 펄스전해법 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매의 입자크기가 일반적으로 50~70 nm 이상으 크기 때문에 촉매의 낮은 활성이 문제점으로 야기되고 있다. 본 연구에서는 Pt-Ru/C 촉매층 제조 문제점을 해결하고, 촉매의 전기화학적 활성을 증가시키기 위해서 2~4 nm Pt-Ru 콜로이드를 전해액으로 사용하고, 전기영동법을 이용하여 Pt-Ru 나노 입자를 carbon sheet($1{\times}1cm^2$) 에 담지 시켰다. 전기영동법에서 균일한 Pt-Ru 촉매층의 제조를 위해 전류인가 방법으로는 펄스전류를 사용하였고, 실험변수로는 전해액 pH, duty cycle, 담지시간을 선정하였다. 합성된 Pt-Ru 콜로이드를 TEM분석으로 나노입자의 크기와 분산성 분석하였고, 콜로이드 나노입자의 표면전하 상태를 분석하기 위해 zeta-potential을 분석하였다. Pt-Ru/C의 촉매의 전기화학적 활성을 분석하기 위하여 0.5 M H_2SO_4$ 와 1 M $CH_3OH$ 혼합용액에 CV(Cyclic Voltammetry)실시하였고, carbon sheet 전극 상 Pt-Ru의 분산성 확인을 위하여 FE-SEM분석을 수행하였다.

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An Optimization of the Distributed Generator Combination for Microgrid using Linear Programming (선형계획법을 이용한 마이크로그리드의 분산전원 조합 최적화)

  • Lee, Hak-Ju;Chae, Woo-Kyu;Jung, Won-Wook;Song, Il-Keun
    • Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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    • v.24 no.8
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    • pp.133-141
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    • 2010
  • MG(Microgrid) is a small power supply system located on-site that can supply both the electricity and the hot-water simultaneously. Engineering S/W is requested to construct Microgrids economically. We developed Engineering S/W that can combine DERs (Distributed Energy Resources) most economically using the linear programming and estimate of the economic. Developed S/W was programed using GAMS(General Algebraic Modeling System) and it is composed of the optimal DER combination module and forecasting module of renewable energy's output. We embody it based on MS Excel considering the user's convenience and we show its validity through a case study. We think that developed S/W will be very useful for planning MGs and energy supply.

Wave Transmission Analysis of Semi-infinite Mindlin Plates Coupled at an Arbitrary Angle (임의의 각으로 연성된 반무한 Mindlin 판의 파동전달해석)

  • Park, Young-Ho
    • Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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    • v.24 no.12
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    • pp.999-1006
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    • 2014
  • Mindlin plate theory includes the shear deformation and rotatory inertia effects which cannot be negligible as exciting frequency increases. The statistical methods such as energy flow analysis(EFA) and statistical energy analysis(SEA) are very useful for estimation of structure-borne sound of various built-up structures. For the reliable vibrational analysis of built-up structures at high frequencies, the energy transfer relationship between out-of-plane waves and in-plane waves exist in Mindlin plates coupled at arbitrary angles must be derived. In this paper, the new wave transmission analysis is successfully performed for various energy analyses of Mindlin plates coupled at arbitrary angles.