• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.69-76
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• 2011

PEMFC (polymer electrolyte membrane fuel cell) is device that generates electricity from hydrogen. It is one of the subjects related to renewable energy and various research has been conducted on the PEMFC. PEMFC has low operating temperature and high efficiency among fuel cells, and is given attention as means for automobile and domestic use. Analysis of flow field pattern in supplying hydrogen and oxygen is part of the research to increase PEMFC efficiency. In this study, separation plate currently used in PEMFC is transformed to wave shape and mass transfer characteristics in the channel is examined through numerical and experimental analysis. Wave shape separation plate yielded 18% increase of efficiency compared to separation plate used in normal channel. And improvements in mass transfer characteristics were verified.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권8호
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• pp.1107-1115
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• 2009

석유에너지의 고갈과 지구온난화 등의 환경적 문제는 대기오염물질 배출규제 강화와 함께 고효율 및 친환경에 적합한 새로운 선박용 동력장치의 필요성을 제기하고 있다. 최근 이와 같은 문제들을 근본적으로 해결하기 위한 지속가능한 방법으로서 연료전지를 선박의 동력발생장치로 도입하고자 하는 검토가 진행되고 있다. 본 논문은 대형 선박용으로 적합한 고체산화물형 연료전지/가스터빈 하이브리드시스템의 특성을 분석한 것으로 공기극 입구온도를 일정으로 제어하는 경우에 대한 시스템의 성능 및 안전성 등에 관한 문제를 다루고 있다.

• 전기화학회지
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• 제12권4호
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• pp.329-334
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• 2009

본 연구는 연료전지 운전시 전극 촉매 및 전해질막 내에서 발생하는 연료 및 산화제의 산화/환원 반응 메커니즘, 이동현상, 구성품 열화현상 등을 핵자기 공명 (NMR, Nuclear Magnetic Resonance)을 이용하여 연료전지의 분해나 시료 채취 없이 제자리 (in situ) 분석할 수 있는 진단장치용 연료전지 개발에 관한 것이다. NMR에 사용되는 연료전지는 특수하게 제작된 TCD (Toroid Cavity Detector) 탐침 내부에서 작동하여야 하며, TCD 탐침이 가지는 기하학적 제한 요소들로 인해 일반적인 평판형 연료전지와 달리 원통형으로 제작된다. 이로 인해 반응물의 공급이나 생성물의 제거가 어려우며 누수 현상 및 불균일한 압력 분배가 발생하여 성능이 낮다. 따라서, in situ NMR 분석용 연료전지가 가지는 구조상의 특징인 원통형에 적합한 유로를 설계하고 제작하여 물질 전달 특성을 개선해야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 NMR 장비 내의 자기장에 영향을 미치지 않는 비자성 물질을 이용해 원 통형 공기극 유로를 개발하여, 산소의 공급 및 반응물의 제거를 원활하게 하였다. 또한, 체결 압력을막-전극 접합체에 균일하게 분배하여 누수 및 누액을 차단하였다. 이를 통해, 상온에서 약 $36mW/cm^2$의 우수한 성능을 나타내는 in situ NMR 진단용 직접 메탄올연료전지 시스템을 개발하였다.

• 공업화학
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• 제32권4호
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• pp.442-448
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• 2021

고분자전해질 연료전지에서 분리판 유로 형상은 유체 공급과 물 및 열 확산, 접촉 저항 등에 영향을 주는 중요한 요소이다. 본 연구에서는 25 cm² 단위 전지를 이용하여 공기극에 구리폼을 적용한 분리판을 이용하여 연료전지 성능 평가를 수행하였다. 압력과 상대습도 조건에 대한 영향을 분극 곡선과 전기화학적 임피던스 분광법을 이용하여 분석하였다. 구리폼의 ohmic 저항이 높아 사형유로형상 보다 연료전지 성능은 낮았지만, 다공성 구조로 인한 균일한 연료 분포로 활성화 손실과 물질전달 손실이 적은 것을 확인하였다. 구리폼의 소수성이 높아 물 배출이 유리한 장점이 있지만, 저가습 조건에서는 사형유로에 비하여 전해질막 수화도가 낮은 것을 확인하였다. 다공성 금속 분리판은 균일한 압력 분포와 효과적인 수분 배출로 연료전지 성능을 개선할 수 있을 것으로 판단되며, 저항을 최소화할 수 있도록 금속폼의 물성에 대한 연구가 수행되어야 할 것이다.

• 전기전자학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.63-70
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• 2013

본 연구에서는 차량용 연료히터의 전기적 성능검사 챔버를 구현한다. 겨울철 저온환경의 영향을 받는 디젤 엔진이 냉각될 경우 일정한 온도 이하로 내려가면 파라핀과 같은 반고체 상태인 왁싱(Waxing)물질을 형성하여 엔진 시동이 잘 걸리지 않게 하는 원인이 된다. 히터내에 센서를 안착시켜 통합한 일체형 통합히터는 시동성 평가에 중요한 요소이며, 성능평가 시험 챔버 시스템을 통해 전기적인 특성을 시험한다. 최근 CRDI(커먼레일) 엔진을 주로 사용함에 따라 연료히터로 디젤오일을 가열하여 점화성능을 향상시키기 위한 연료히터 성능시험은 엔진의 시동성을 향상시키는 중요한 요소이다. 따라서 연료히터의 전기적 성능시험 검사항목은 상온, 극저온, 극고온에서 동작검사, 시험저항 설정에 따른 저항동작 지연시간 및 전류동작 지연시간, 온도변화에 따른 바이메탈 지연시간 검사, 블록히터의 전류 및 저항 검사, 히팅 운전검사 등을 수행하도록 설계한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.405-412
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• 2012

MCFC 발전시스템에서 연소기는 연료극의 배가스 중에 포함된 미반응 가스를 연료로 사용하여 공기극에 $H_2O$와 $CO_2$ 농도가 높은 고온의 혼합가스를 공급하는 역할을 한다. 하지만 이러한 배가스는 가연한계 이하로 내려가게 되어 통상적인 연소방식에 의한 완전연소가 어렵기 때문에 이를 해결하기 위하여 촉매연소기를 사용한다. 완전연소 및 이에 다른 공해물질의 저감 특성에 따라 최근 촉매연소는 환경친화적인 연소방식으로 주목받고 있다. 따라서 본 연구에서는 MCFC 발전시스템의 BOP 시스템에 적용되는 촉매연소기에 대한 실험연구를 수행하였다. 본문에서는 실험장치를 설명한 후 촉매연소 시스템의 설계변수, 즉, $H_2$ 연료 첨가에 따른 연료조성, 유입가스의 온도, 과잉 공기비, 촉매의 종류, 그리고 시동 스케줄에 따른 촉매연소 특성을 고찰하였다.

• 전기화학회지
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• 제14권3호
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• pp.176-183
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• 2011

본 연구에서는 Sr이 치환된 이중층 페로브스카이트($SmBa_{0.5}Sr_{0.5}Co_2O_{5+{\delta}}$, SBSCO)와 전해질 물질로 사용되는 $Ce_{0.9}Gd_{0.1}O_{2-{\delta}}$ (CGO91)을 기반으로 한 중 저온형 고체산화물 연료전지 (ITSOFC) 복합공기극의 분말 크기와 열 사이클에 대한 전기화학특성을 연구하였다. 복합공기극의 모체가 되는 SBSCO에 CGO91물질을 이용하여 면적비저항을 확인 한 결과 약 $0.54\sim9.04{\mu}m$의 분말 크기를 보이는 SBSCO와 $0.4\sim42{\mu}m$의 분말 크기를 보인 CGO91이 각각 50 wt%로 구성된 SBSCO : 50 복합공기극이 600 및 $700^{\circ}C$에서 약 0.102 및 $0.013{\Omega}cm^2$의 우수한 면적비 저항을 가지는 것을 확인 하였으며 상대적으로 분말 크기가 큰 CGO91 분말을 이용한 두 개의 공기극의 경우 $700^{\circ}C$에서 약 $0.260{\Omega}cm^2$와 $0.055{\Omega}cm^2$의 특성을 보여주었다. 10회에 걸친 열 사이클실험을 통하여 SBSCO : 50의 면적비저항은 $0.0193{\Omega}cm^2$에서 $0.094{\Omega}cm^2$로 증가하였으며 7회 이후의 면적비저항은 일정하게 유지됨을 확인하였다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.174-175
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• 2000

대기오염은 화석연료를 사용한 산업혁명 이후에 본격적으로 나타난 현상이다. 특히, 중공업을 중심으로 하는 고도 성장기에는 대기오염물질의 배출이 급격히 증가하였으며, 인구집중이 심한 도시와 도시근교서의 대기오염은 사회문제로 대두되었다. 최근에는 산성비 및 온난화와 같은 지구규모의 환경문제로 발전되고 있다. 그 중에서 질소산화물(NOx)과 탄화수소(HC)에 의한 도시 대기오염은 점점 증가하는 추세이며, 특히, 광화학 옥시던트(Ox)는 발생 메카니즘이 복잡하며, 발생원과 오염지역과의 상호 연관성 파악이 어렵기 때문에 지금까지 대부분 환경평가 대상에서 제외되었으나, 향후의 환경 정책문제로 수용되고 있는 추세이다. (중략)

• 전기화학회지
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• 제10권3호
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• pp.207-212
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• 2007

IT-SOFC(중저온형 고체산화물 연료전지)의 공기극으로 적합한 PSCF3737의 물질 특성을 파악하고 그 특성을 이용하여 낮은 ASR을 갖기 위한 소결 온도 및 두께 최적화에 관한 연구를 수행하였다. 분말 사이즈 및 상형성을 고려할 때 GNP 방법으로 합성된 분말의 하소 온도는 $1000^{\circ}C$가 적합함을 알 수 있었다. 산소 분압에 따른 ASR 변화 실험을 통하여 PSCF3737의 저항 성분을 전극 자체의 특성과 관련된 중간 주파수 대역(${\sim}10^2Hz$)과 산소의 확산에 영향 받는 낮은 주파수 대역(${\sim}10^{-1}Hz$) 2가지로 분류할 수 있었다. 공기극의 특성 실험을 통하여 소결 온도는 $1200^{\circ}C$가 가장 적합하며 공기극의 두께는 2번 스크린 프린팅 된 $27\;{\mu}m$가 가장 적합함을 알 수 있었다. 이를 토대로 EIS 측정을 하면 $700^{\circ}C$에서 $0.115\;{\Omega}cm^2$의 낮은 ASR값을 얻을 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.64-70
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• 2018

In this study, the kg-class Ni-Al alloy fabrication process at low temperature was developed from the physical mixture of Ni and Al powders. The AlCl3 as an activator was used to reduce the temperature of alloy synthesis below the melting temperature of Ni and Al elements (<$500^{\circ}C$). Mixed phase of Ni3Al intermetallic and Ni-Al solid-solution were identified in the XRD pattern analysis. Furthermore, from the analysis of SEM and particle size analyzer, we found that the particle size of synthesized alloy powders was not changed compared to the initial size of Ni particle after the formation of alloy powder at $500^{\circ}C$. In the creep test, the anode (which was fabricated by the prepared Ni-Al alloy powders in this study) displayed the enhanced creep resistance compared to the conventional anode.