• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.127.1-127.1
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• 2010

고체산화물연료전지는 고효율 및 무공해의 전기화학 에너지 변환장치로서, 최근 국내외에서 활발한 연구개발이 수행되고 있다. 특히, 고체산화물 연료전지 시스템의 조기 상용화를 위해 시스템의 작동온도를 약 $800^{\circ}C$ 이하로 낮추고 저가로 생산 할 수 있는 제조공정 개발에 대한 연구를 적극적으로 수행하고 있다. 본 연구에서는 고체산화물연료전지의 단위셀를 구성하는 연료극지지체 및 박막 전해질에 대해서 저가 양산의 테이프케스팅법 및 동시소성 공정, 그리고 연료극 지지체 전해질(anode-supported electrolyte)에 대한 공기극 페이스트 프린팅 제조공정에 대해 소개한다. 또한 고체산 화물연료전지의 제조공정 및 시간을 단축하기 위해 방전플라즈마 소결공법(SPS)에 의한 연료극 지지체 제조 공정, 단위셀의 성능 최적화를 위한 나노 스케일의 고성능 전해질 소재 분말합성 공정(crystallite size: 5~10nm, surface area : $100m^2/g$ 이상) 그리고 테이프케스팅에 의한 박막 전해질 제조 공정(thin film : $10{\mu}m$ 이하) 등 주요 단위셀 소재 및 부품의 제조공정 특성 그리고 단위셀의 전기화학적 특성(max. power density : 1.0 W/$cm^2$)에 대해 소개하며, 최종적으로 평판형 대면적 고체산화물연료전지(max. $20cm{\times}15cm$)의 단위셀 상용화 제조 기술 및 성능평가 기술에 대해서도 소개 할 예정이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.39 no.6
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• pp.527-534
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• 2015

This study offers a novel method for improving the physical contact between the anode and fuel in a direct carbon fuel cell (DCFC): a direct generation of carbon in a porous Ni anode through the thermal decomposition of gaseous hydrocarbons. Three kinds of alkane hydrocarbons with different carbon numbers (CH4, C2H6, and C3H8) are tested. From electron microscope observations of the carbon particles generated from each hydrocarbon, we confirm that more carbon spheres (CS), carbon nanotubes (CNT), and carbon nanofibers (CNF) were identified with increasing carbon number. Raman scattering results revealed that the carbon samples became less crystalline and more flexible with increasing carbon number. DCFC performance was measured at $700^{\circ}C$ with the anode fueled by the same mass of each carbon sample. One-dimensional carbon fuels of CNT and CNF more actively produced and had power densities 148 and 210 times higher than that of the CS, respectively. This difference is partly attributed to the findings that the less-crystalline CNT and CNF have much lower charge transfer resistances than the CS.

• New & Renewable Energy
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• v.2 no.2 s.6
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• pp.44-49
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• 2006

본 연구는 독일 율리히 연구소에서 도입된 면적 200mm*200mm의 연료극 지지체 평판형 SOFC 셀 및 금속 분리판 5장을 적층하여 500W급 SOFC 스택을 제작하고, 이러한 스택의 운전특성을 분석한 연구이다. 도입된 500W급 SOFC 스택은 가스터빈-연료전지 하이브리드 시스템어에 사용되는 5kW급 SOFC 스택의 예비실험을 위한 것으로서, 본 연구의 목적은 상압 운전특성을 바탕으로 외국에서 시도된 적이 없는 평판형 SOFC 스택의 가압 운전기술을 확보하는 것이다. 이러한 목적을 위해 본 연구에서는 상압형 500W급 SOFC 발전시스템에 대한 구성과 설계, 전반적인 운전 특성평가 (5셀 스택 운전, 연료 전환 $(H_2{\rightarrow}pre-reformed\;gas)$, 500 시간 연속운전 등)가 이뤄졌다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.83.1-83.1
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• 2011

고체산화물 연료전지는 전해질의 양쪽에 cathode층과 anode층으로 구성되어 있다. 이러한 셀을 제작하기 위한 구성소재 코팅법으로는 EVD, CVD, sputter등의 기상공정과 screen printing, tape casting, dip coating등의 습식공정이 있다. 이중 현재 가장 널리 사용되고 있는 screen printing법은 코팅기판의 크기와 형태에 제한을 받아 원통형, 평관형에는 적용이 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 본 연구에서는 electrolyte 지지체 위에 전사법을 통해 연료극(NiO-YSZ), 공기극(LSCF-GDC) 코팅층의 두께 및 형상을 제어할 수 있었으며 button cell을 제작하여 실제 SOFC에 적용이 가능함을 확인하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.10 no.6
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• pp.528-532
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• 1997

The research and development for the solid oxide fuel cell have been promoted rapidly and extensively in recent years, because of their high efficiency and future potential. Therefore this paper describes the manufacturing method and characteristics of anode electrode for SOFC, by the way, Ni-YSZ materials are used as anode of SOFC widely. So in this experiments, we investigated the optimum content of Ni, by testing expansion coefficient, impedance characteristics, overvoltage. As a result, the performance of Ni-YSZ anode(40vol%) was better excellent than the others.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.30 no.1
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• pp.146-151
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• 2013

This paper reveals the performance decrease and recovery of PEMFC when the contaminated fuel gas and air source with sulfur impurities such as hydrogen sulfide and sulfur dioxide were simultaneously introduced to anode and cathode, respectively. Three different GDLs were fabricated with different carbon black and activated carbon to prevent an introduction of sulfur compound impurities into MEA. components. The severity of $SO_2$ and $H_2S$ poisoning was depended on concentrations(3 ppm - 10 ppm) of sulfur impurities. Especially, cell performance degradation rate was rapid when MEA fabricated with CN-2 GDL because it had little porosity on GDL surface. Moreover, the cell performance can be recovered up to 90%-95% only with neat hydrogen and fresh air feeding.. Conclusively, MEA fabricated with porous CN-1 GDL showed the best cell performance and recovery efficiency during exposure to poisoning condition by simultaneous sulfur impurities.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.531-538
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• 2019

As the performance of PEMFC has been improved, the water and heat generated by reaction have increased so, the water and heat management of PEMFC is becoming more important. In this study, hydrogen recirculation was applied as the water management technique and the effect of recirculation flow rate, purge interval and duration on the performance of PEMFC was investigated. Anode pressure, fuel humidity and utilization, water discharge amount was measured to check the effect of purge conditions on performance. As the recirculation flow rate has increased, the performance of PEMFC became lower due to decrease of anode outlet pressure. According to the purge conditions, instantaneous voltage drop has occurred because of accumulated water. In frequent purge conditions, the performance of PEMFC gradually decreased due to fuel humidity control failure. Stable performance and high fuel utilization was achieved on this work by analyzing the effect of purge conditions.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2002.10a
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• pp.65-65
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• 2002

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2005.07a
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• pp.145-148
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• 2005

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2002.07a
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• pp.281-286
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• 2002