• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.93.2-93.2
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• 2012

연료전지는 전기화학반응을 이용한 발전 장치로서 기존 장치에 비하여 발전 효율이 높아 화석연료를 사용하면서 현재 당면 과제인 $CO_2$ 배출량 절감이 가능하고, 환경 보전성이 우수하여 미래의 전원으로 많은 연구개발이 진행되고 있다. 특히 제3세대 연료전지라 불리는 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell이하 SOFC)는 고가의 외부 개질 장치 없이도 연료가 갖는 화학에너지를 연소과정 없이, 공기와 $H_2$, CO, $CH_4$와 같은 환원성 가스를 공급받아 $600{\sim}1000^{\circ}C$에서 전기화학적 반응을 통하여 직접 전기를 얻는 방식이며, 낮은 소음과 진동으로 인하여 온 사이트(On-site) 발전이 가능한 장점이 있는 연료전지이다. Decalcomanie는 전사용지에 Screen printing하여 건조 후 coating하는 방법으로 기존의 여러 coating 방법보다 다전지셀 제작이나 Buffer layer의 적용이 용이하고, 소재의 크기나 두께조절이 간편하며, 구성층의 표면조도나 굴곡에 대응이 용이한 방법이다. 새로운 Decalcomanie를 사용하여 평관형 다전지식 SOFC Cell 제작 및 각 Buffer layer에 적용, Screen printing법과 동일한 Cell 제조 후 MPD와 Impedance 분석을 통하여 Support 위에 전사지를 이용, 적층한 Cell의 전기화학적 특성에 관하여 분석하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.231-234
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• 2005

수소 기반의 에너지 사회는 중소규모 분산 발전과 연료 전지 자동차에서 시작될 거라는 예측이 지배적이다. 가정용 고분자 연료전지 시스템은 상업화에 가장 가까운 소규모 분산 발전 시스템중의 하나이며, 에너지기술연구위원에서는 가정용 고분자 연료전지에 수소를 공급하기 위한 천연가스 수증기 개질시스템의 개발을 진행해 왔다. 효율 향상과 제작의 용이성, 그리고 소형화에 초점을 맞추어 개발된 prototype-I은 $2.0Nm^3/hr$의 순수 수소 생산 용량을 가지고 있으며, 수증기 개질기와 수성가스 전이 반응기 수중기 생성 장치, 그리고 반응열 공급에 필요한 버너 등을 이중 동심원관에 통합한 형태이다. 수중기 개질과 수성가스 전이 반응을 거쳐 나오는 개질 가스의 조성은 $72.3\%\;H_2,\;4.8\%\;CH_4,\;0.7\%\;CO,\;22.2\%\;CO_2$이며, 이때 S/C 비율은 2.5였다. 고분자 연료 전지 공급 시 요구되는 CO 농도가 10ppm 이하이기 때문에, 본 시스템에는 선택적 산화 반응기를 2단으로 설치하여 CO. 농도를 10ppm 이하로 낮추어주었다. 전체 시스템의 열효율은 LHV 기준으로 $68\%$. Prototype-I의 운전을 통해 설계 개선안을 도출하였으며, 이를 적용해 제작한 prototype-II가 시험 운전 중이다,. 통합된 개질 시스템에서는 각 단위 반응기사이의 열교환을 최적화하여 단위 반응들이 적정 온도 범위에서 일어나도록 유도하는 것이 중요하다. Prototype-II는 수증기 개질 반응기와 WGS 반응기, 수증기 생성 장치 사이의 열교환율을 향상시켜 농도를 $2.5\%$로 감소시키면서 CO의 농도는 $1\%$이하로 유지하였다. 이 결과를 바탕으로 얻어진 메탄 전환율은 $87\%$이고, 열효율은 LHV 기준으로 $75\%$이다. 아울러 개선점을 적용한 선택적 산화 반응기를 제작하였다. 개질 가스와 산소의 혼합을 유도하고, 반응기 온도의 제어를 통해 선택적 산화 반응의 속도와 선택성을 향상시키고자 한다. 시스템의 운전을 통해 메탄 전환율과 열효율의 개선을 진행할 예정이다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.18 no.6
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• pp.205-212
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• 2004

In this paper the design of a 1-[KVA] fuel cell powered line-interactive UPS system employing modular (fuel cell & DC/DC converter) blocks is proposed. The proposed system employs the two fuel cell modules along with suitable DC/DC converters and these modules share the DC-Link of the DC/AC inverter. A supercapacitor module is also employed to compensate for the instantaneous power fluctuations and to overcome the slow dynamics of the fuel processor. The energy stored in the supercapacitor can also be utilized to handle the overload conditions for a short time period. Due to the absence of batteries, the system satisfies the demand for an environmentally friendly and dean source of the energy. A complete design example illustrating the amount of hydrogen storage required for 1hr power outage, and sizing of supercacpacitor for transient load demand is presented for a 1-[KVA] UPS.

• Plant Journal
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• v.10 no.3
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• pp.45-51
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• 2014

This study performs several experiments on a newly developed temperature safety system that can be used for residential building heating systems, the heat source of which is derived from a conventional fuel cell. Prior to this, the hot water made from a fuel cell was not used in residential housing but just went to waste. The present safety system is installed in the current underfloor heating system. At first we used the CFD technique to develop a new heat exchanger. The fuel cell must satisfy the thermal conditions of the inlet temperature being $55^{\circ}C$ and the outlet temperature being $60^{\circ}C$. But variations in weather cause fluctuations in the heating water temperature. The experimental results show our new system capable of maintaining the temperature difference within a ${\pm}0.5^{\circ}C$ range. So we believe that our new PFMFC fuel cell stack array is a good candidate for being used in residential heating systems.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.04c
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• pp.233-235
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• 2008

본 논문에서는 신 재생에너지원 중 큰 축을 이루고 있는 태양광과 연료전지 발전시스템을 연계하여 하이브리드 발전시스템에 대하여 제안하였다. 태양광으로부터 발생되는 전력을 이용하여 부하에 공급함과 동시에 수전해장치를 구동시키고, 수전해장치는 전기분해시 필요한 전력을 태양광으로부터 공급받아 수소를 생산하게 된다. 본 시스템은 앞으로 가정에 적용될 수 있는 분산전원용 발전시스템의 기초 연구로써 신 재생에너지의 보급확대에 큰 기여를 할 것으로 사료된다.

• 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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• 2008.03b
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• pp.280-283
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• 2008

This study is concerned with development of air supply system in 250kW MCFC fuel cell system. The turbo blower is decided as an air supply system to increase the efficiency of fuel cell system. The turbo blower consists of an impeller, two vaneless diffuser, a vaned diffuser and a volute. The cascade diffuser is used to raise the efficiency of turbo blower. An aerodynamic design was done by applying the repeating design procedure including a meanline design, a 3D geometry generation and fluid dynamic calculation. It is confirmed from meanline and 3D flow analysis results that the operating range is enough and design requirements are successfully achieved. The performance test results were also included in this paper.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1999.05a
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• pp.229-232
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• 1999

외부개질형 MCFC 시스템에서 개질기는 시스템을 구성하는 주요장치 중의 하나이다. MCFC용 개질기는 연료전지 스택의 Anode와 Cathode에 수소 및 $CO_2$를 공급하는 역할을 담당해야 할 뿐 아니라 저발열량(500Kcal/N㎥)의 Anode 배가스를 개질반응의 열원으로 사용해야 하기 때문에 스택의 부하변화에 빠르게 대응할 수 있는 우수한 동적 응답특성이 요구되며, 열전달이 잘 이루어지는 소형이면서 간단한 구조를 가지고 있어야 한다. 이런 특징들이 MCFC용 개질기가 화학공업에 사용되는 통상의 개질기 즉, 정상상태에서 운전되는 단순한 수소공급 장치와 구별되는 중요한 차이점이며 설계시 고려해야할 제약조건이 된다.(중략)

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2010.05a
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• pp.206-209
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• 2010

The visualization device for hybrid rocket is fabricated to investigate the combustion phenomena. Visualization device were composed with ignition system, oxidizer supply system, control system and data acquisition system, combustion visualization system. GOX as oxidizer and HDPE, Paraffin-LDPE Blending, Paraffin sd were used. As results, combustion phenomena and fuel droplet entrainment were observed.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2014.11a
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• pp.54-55
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• 2014

일반적으로 지상 로봇의 주 전원으로 사용되는 대용량 배터리가 예상치 못한 시점에 방전되거나 고장으로 인해 전원 공급이 되지 않을 경우 지상 로봇의 위치 확인이 필요하게 된다. 이에 따라 본 논문에서는 이 통신용 비상 전원 공급을 위한 태양광 및 연료전지 전원 공급 장치와 이 장치를 보완하여 사용할 수 있는 배터리 충 방전 하이브리드 시스템을 설계하고, 이를 시뮬레이션과 실험을 통해 타당성을 검증 및 분석하도록 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.10a
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• pp.54-56
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• 2008

본 논문은 연료전지 발전출력을 이용해서 정전 시에도 연속적으로 부하에 전력을 공급하기 위한 백업 시스템을 구성하는데 있어 필요한 보상장치를 제안한다. 보상장치는 삼상 PWM 정류기와 Load Bank로 구성되어 있으며 다음과 같은 기능을 수행한다. 첫째, 보상전력에 해당하는 유효전력을 소비하는 역할을 한다. 둘째, 부하에서 발생하는 무효전력을 보상해서 역률을 개선하는 기능을 수행한다. 셋째, 삼상부하에서 언밸런스가 발생할 때 역상분 유효 또는 무효전력에 해당하는 성분을 보상하는 역할을 수행한다. 넷째, 비선형 부하에서 발생하는 고조파를 보상하는 역할을 수행한다. 상기 기능을 수행하기 위한 제어알고리즘을 제안한다. 본 논문에서 제안한 보상장치의 우수성을 시뮬레이션을 통해 검증하였다.