• Proceedings of the KIPE Conference
• /
• 2014.07a
• /
• pp.223-224
• /
• 2014

본 논문에서는 연료전지용 전력변환장치 설계에 필요한 연료전지의 수학적 모델링과 이에 기초한 하드웨어 시뮬레이터(APL)에 대하여 설명한다. 지금까지 사용되어 왔던 일반적인 DC 전압원 대신에 연료전지의 비선형 전원 특성을 고려할 수 있는 모의 실험에서 사용할 수 있는 연료전지 모델링에 관하여 설명한다. 연료전지는 화학적인 에너지를 전기적인 에너지로 변환하는 장치로써 개질기를 사용하여 수소를 지속적으로 공급해야 하는 등 실험실에서 실제 운전하는데 많은 어려움을 가지고 있다. 이런 어려움을 보완할 수 있는 모의전원장치(APL)을 사용하여 연료전지의 I-V 및 P-V 곡선의 전기적 비선형 특성을 제공함으로써 연료전지용 제어기 및 전력변환장치 설계가 보다 더 현실적일 수 있도록 하는데 도움이 될 것으로 본다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.06a
• /
• pp.264-267
• /
• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2006.06a
• /
• pp.93-95
• /
• 2006

도시가스, LP 가스, 가솔린 등의 수증기 개질의 반응온도가 $700^{\circ}C$이상의 고온에서 이루어지는 것에 비해 DME 수증기 개질의 반응온도는 $400^{\circ}C$ 이하의 낮은 온도에서 이루진다는 점에서 우수하다. 또한 황 성분을 함유하지 않기 때문에 원료로부터 탈황 과정이 필요 없다. 특히 DME 수증기 개질의 경우 반응온도가 낮은 것과 개질 촉매가 일반적으로는 Cu 계 촉매이기 때문에 도시가스 등의 개질장치와 달리 CO 변성 장치가 불필요하다. 이 때문에 수소제조를 위해 개질장치가 소형화 가능하고 연료전지 자동차로의 탑재가 용이하여 가능성이 높다 개질장치가 소형화 가능한 것으로 메탄올의 수증기 개질이 있지만 메탄올은 독성이 있다는 점이 문제시되고 있다. 그 점에서 메탄올의 수증기 개질 보다 반응 온도는 다소 높게 되지만 독성 없는 DATE는 기존의 LP가스 인프라를 이용할 수 있는 ME는 특히 우수한 수소제조를 위한 원료이고 수소저장체로 사료된다. 본 연구에서는 가능성 높은 촉매를 사용하여 DME로부터 수소 전환율, 수소 생성속도와 양에 대한 실험실적 결과를 고찰하고자 수행하였다

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.06a
• /
• pp.303-305
• /
• 2005

현재 인류가 직면하고 있는 에너지 및 환경 문제를 해결할 수 있는 최선의 대안으로서 수소 에너지 및 연료전지 기술에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 디메틸 에테르를 이용한 수소 생산 기술에 대한 연구를 수행하였다 디메틸 에테르(BATE)는 안정한 화합물로서 비 활성적이고 부식성이 없으며 발암성 및 마취성이 얼어 인체에 무해한 청청 연료로서 각광을 받고 있으며 특히 기존의 LPG 인프라를 그대로 사용할 수 있는 장점 등으로 수소 스테이션 및 소형 연료전지용 수소 발생기 등에의 적용을 위한 연구가 활발히 진행 중이다. 본 연구에서는 이러한 응용을 위한 수소 발생기용 DME 개질 반응기의 개발을 위하여 본 반응에 대한 촉매 종류의 영향, 공간속도의 최적화, 반응 메카니즘에 따른 촉매 선정, 반응온도 등의 다양한 반웅 조건에 대한 영향을 확인하고 실제 소형 연료전지를 위한 수소공급 장치로서 적용코자 마이크로채널 반응기에 적용하여 마이크로채널 DME 개질반응기의 컴팩트한 수소공급 장치로서의 적용 가능성을 평가하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• v.40 no.7
• /
• pp.569-573
• /
• 2016

Strengthened regulations for atmospheric emissions from ships have created a need for new and alternative power systems that offer low emissions and high energy efficiency. Recently, new types of propulsion power systems, such as fuel cell systems that use hydrogen as an energy source, have gained serious consideration in applications requiring emission control. The purpose of this work is to certify the availability of solid oxide fuel cell (SOFC) systems equipped with recycled steam reforming fuel processors, and to compare their performance with that of extra steam reforming systems. The results demonstrate that the recycled steam reforming system has a slightly lower cell voltage and higher energy efficiency than the extra steam reforming system.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
• /
• v.27 no.4
• /
• pp.394-401
• /
• 2005

A nonthermal plasma-assisted fuel reformer was developed and the effects of operating variables on the performance of this reformer were studied. The $H_2$-rich reformed gas from the reformer was injected into a diesel engine under an idle condition and the effects of the amount of injected gas on the NO and soot reduction were investigated. It was found that with increasing electric power consumption, the degree of facility of ignition of the reforming reaction in the reformer could be enhanced. The performance of the reformer including $H_2$ concentration, $H_2$ recovery, and energy conversion was affected only by the O/C mole ratio. This was because the equilibrium reaction temperature was governed by the O/C mole ratio. With increasing O/C mole ratio, the $H_2$ recovery and energy conversion passed through the maximum values of 33.4% and 66%, respectively, at an O/C mole ratio between 1.2 and 1.5. The reason why the $H_2$ recovery and energy conversion increased with increasing O/C mole ratio when the O/C mole ratio was lower than $1.2{\sim}1.5$ appeared to be that the complete oxidation reaction occurred more enough with increasing O/C mole ratio in this low O/C mole ratio range and accordingly the reaction temperature increased. Whereas the reason why the $H_2$ recovery and energy conversion decreased with increasing O/C mole ratio when the O/C mole ratio was higher than $1.2{\sim}1.5$ appeared to be that the complete oxidation reaction was further advanced and the $H_2$ recovery and energy conversion decreased. As the weight ratio of reformed diesel to total diesel which entered the diesel engine was increased to $18.2{\sim}23.5%$, NO and soot reduction efficiencies increased and reached as values high as 68.5% and 23.5%, respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.43 no.3
• /
• pp.331-343
• /
• 2005

Development of hydrogen station system is an important technology to commercialize fuel cells and fuel cell powered vehicles. Generally, hydrogen station consists of hydrogen production process including desulfurizer, reformer, water gas shift (WGS) reactor and pressure swing adsorption (PSA) apparatus, and post-treatment process including compressor, storage and distributer. In this review, we investigate the R&D trends and prospects of hydrogen station in domestic and foreign countries for opening the hydrogen economy society. Indeed, the reforming of fossil fuels for hydrogen production will be essential technology until the ultimate process that may be water hydrolysis using renewable energy source such as solar energy, wind force etc, will be commercialized in the future. Hence, we also review the research trends on unit technologies such as the desulfurization, reforming reaction of fossil fuels, water gas shift reaction and hydrogen separation for hydrogen station applications.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.100.2-100.2
• /
• 2011

본 연구과제는 유망상품인 "발전용 MCFC 모듈형 BOP" 중 가습기 내부에 장착되는 연료-물 Mixing 시스템을 개발하는 것이다, 가습기 내부에서 공급된 연료-물은 연료전지 스택(Stack)으로부터 가습기로 유입된 고온의 가스로부터 열을 공급 받아 증발 및 혼합과정을 거치게 되며, 스팀-연료 혼합기로 형성되어 개질기(reformer)로 공급되게 된다. 이때, 물과 연료의 공급 상태에 따라 균일한 스팀-연료 혼합기가 형성되는지가 결정되며, 경우에 따라서는 고온의 가습기 내부의 국부적 온도분포의 큰 차이를 발생시켜 용접부의 균열을 발생시킬 수도 있기 때문에, 가습기의 설계와 함께 중요한 장치로 여겨진다. 본 연구에서는 다양한 가습기에 적용이 가능한 Mixer 모델을 설정하고, Analytic calculation을 통한 노즐설계와 1pass/Full scale 성능 실험 장치를 통해 상용화를 목표로 추진 되었으며, 특히 노즐별 유량분배 변동율은 ${\pm}3%$ 이내로 달성하고, 스팀/연료 공급 비율은 2:1 이내로 달성할 수 있는 시스템을 구축하게 될 것이다. 최종적으로 개발 완료 시 다양한 가습기에 직접 장착하여 운전이 가능할 수 있도록 실용화에 중점을 두고, 보다 안정적인 성능을 나타낼 수 있는 제품 개발이 가능하리라 사려된다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 1993.05a
• /
• pp.90-95
• /
• 1993

수력, 화력, 원자력 다음으로 제 4의 전원으로서 관심의 대상이 되고 있는 연료전지는 연료가 가지고있는 화학에너지를 직접에너지로 변환시키는 점에서 종래의 발전 기술과는 원리적으로 다르며, 카르노(Carnot)사이클에 의한 에너지 변환 효율의 제한을 받지 않기 때문에 효율이 높으며 공해가 없는 특징을 가지고 있다. 연료전지의 발전 방식은 작동 온도, 전해질 등에 의해서 분류되나 현재 실용화단계의 기술은 인산형연료전지 발전이다. 인산형 연료전지의 발전용 연료는 천연가스, 메탄올, 납사 등과 같은 탄화수소 계열의 다양한 연료를 사용할 수 있으며, 이들 연료들을 수소가 많이 함유된 가스로 변환시켜 연료전지에 공급하여야 한다. 연료전지발전시스템 개발은 주로 전력이용 측면에서 천연가스를 개질연료로 사용하는 연구가 주류를 이루었으나, 최근에는 전 세계적으로 대기 공해에 시달리고 있는 도시의 환경개선을 위하여 도심용 버스 및 대형 트럭 등에 응용하기 위한 무공해 수송용 자동차엔진의 개발, 국방용 이동전원 개발 및 100㎾ 미만의 현지설치용 및 낙도용 전원으로서 메탄올을 연료로 한 연료전지의 개발이 활발히 진행되고 있다. 한국에너지기술연구소는 한국전력 기술연구원과 공동으로 1989년부터 1992년까지 본체를 제외한 5.9㎾급 인산형 연료전지 발전시스템 즉, 메탄올 연료 개질장치, 운전자동화 시스템, 배열이용 시스템, 종합 배관 등을 설계 구성하여 발전 플랜트의 운전 특성 연구를 수행하였으며, 본 고에서는 이들 설비들의 운전 특성과 발전 플랜트로서의 효율 특성에 대한 고찰을 수행하였다. 본 시스템은 연료개질기가 연결되고 배열을 이용하는 국내최초의 종합적인 연료전지 발전 시스템으로서 개질된 연료로 운전하였을 경우 본체의 효율은 31.9%, 배열을 회수한 종합발전 플랜트의 효율은 45.2%였다.로서, 흰쥐 유선이 LH의 생성처이면서 동시에 작용처이며 유선에서 합성된 GnRH의 조절하에 국부적인 인자로 작용할 가능성을 시사한다.f variation)가 10% 내외로 만족할 만한 범위에 들었다. 본 실험 방법을 타액과 혈청내 testosterone 농도 측정에 응용하여 RIA의 결과와 비교하여 본 바 상관관계가 타액에서 r=0.969, 혈청에서 r=0.990으로 두 결과가 잘 일치하였다. 본 실험에서 측정된 한국인 여성의 타액내 testosterone농도는 107.7$\pm$12.0 pmol／l이었고, 남성의 타액내 농도는 274.2$\pm$22.1 pmol／l이었다. 이상의 결과로 보아 본 연구에서 정립된 EIA 방법은 RIA를 대신하여 소규모의 실험실에서도 활용할 수 있을 것으로 사려된다.또한 상실기 이후 배아에서 합성되며, 발생시기에 따라 그 영향이 다르고 팽창과 부화에 관여하는 것으로 사료된다. 더욱이, 조선의 ${\ulcorner}$구성교육${\lrcorner}$이 조선총독부의 관리하에서 실행되었다는 것을, 당시의 사범학교를 중심으로 한 교육조직을 기술한 문헌에 의해 규명시켰다.nd of letter design which represents -natural objects and was popular at the time of Yukjo Dynasty, and there are some documents of that period left both in Japan and Korea. "Hyojedo" in Korea is supposed to have been influenced by the letter design. Asite- is also considered to have been "Jap

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
• /
• 2002.05a
• /
• pp.109-113
• /
• 2002

도시가스(NG)를 연료로 사용하는 주택용 고분자연료전지 시스템을 국내 최초로 개발하였다. 이 장치는 연료전지부, 개질부, 전력변환부 및 제어부가 통할된 패키지화된 시스템으로 1,000시간 이상 운전 데이터를 확보할 수 있었다.(중략)