• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.05a
• /
• pp.155-155
• /
• 2011

용융탄산염 연료전지(MCFC)는 $650^{\circ}C$에서 작동하는 고온형 연료전지 시스템이다. 이 시스템은 천연가스 등을 개질하여 생산된 수소를 바로 전기로 생산할 수 있는 시스템으로 열효율이 높으며, 현재 대체 발전시스템으로 각광을 받고 있다. MCFC는 개질방식에 따라 내부개질 방식과 외부개질 방식이 있다. 내부개질 방식은 수소를 생산하는 개질기가 스택내부에 장착된 형식으로 천연가스를 스택내부에서 개질하여 바로 전기를 생산하는 방식이다. 이 내부개질반응에 사용되는 촉매로는 알루미나에 고함량 (약 50 wt.%)으로 담지된 니켈(Ni) 계열촉매이 주로 쓰이고 있다. 이 고함량으로 담지된 촉매는 대부분 높은 활성을 보인다. 비교적 낮은 온도 운전조건 (약 $580{\sim}620^{\circ}C$)을 가지는 MCFC 내부개질에 적용하기 위해서는 활성점인 니켈을 최대한 담지체에 고르게 분산 시켜야한다. 이를 위해서 MgO를 이용하여 촉매의 활성점을 높게 분산시키는 연구를 진행 하였다. 촉매를 제조하는 방법으로 요소(urea)를 이용한 균일용액침전법을 이용하였다. 니켈함량은 50 wt.%로 고정을 한 다음, MgO 양과 $Al_2O_3$ 양을 각각 0 ~ 45 wt.%와 5 ~ 50 wt.%로 조절하면서 촉매를 제조하여 그 특성들을 분석하였다. 물성을 비교하기 위해서, X-선 회절분석 (XRD) 및 TPR, 물리화학흡착 실험을 하였다. 촉매의 활성을 살펴보기 위해서, fresh 상태 및 피독 상태에서 메탄수증기 개질활성 실험을 실시하였다. MgO 함량이 없거나 적은 촉매에서는 높은 BET surface area와 작은 NiO, metallic Ni 결정 크기가 나타났다. 반면 MgO 함량이 높은 촉매에서 낮은 BET surface area와 비교적 큰 NiO, metallic Ni 결정 크기가 나타났다. 또한 XRD 분석에서 MgO 함량이 증가할 수 록 MgO 결정 피크가 명확히 나타났으며, $MgAl_2O_4$ 피크는 나타나지 않았다. TPR 분석에서 촉매들의 환원 피크를 측정한 결과, 저함량의 MgO를 포함한 촉매는 $700^{\circ}C$ 부근에 환원 피크가 관찰되었고 MgO가 고함량인 촉매는 환원 피크가 $400^{\circ}C$ 부근에서 관찰되었다. 촉매의 초기 fresh 상태에서의 활성은 고함량 MgO를 포함한 Ni-90M10A 샘플을 제외하고 모든 촉매가 거의 비슷하게 나타났다. 그러나 $K_2CO_3$ 피독 상태에서는 MgO 함량이 증가할 수 록 활성이 좋지 않았음을 알 수 있었다. 따라서 MgO가 소량 포함된 촉매의 경우 fresh 상태에서는 우수한 물성과 활성을 보이지만, 피독상태에서는 MgO가 포함되지 않은 Ni-$Al_2O_3$ 촉매가 우수한 활성을 보였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
• /
• 2011.07a
• /
• pp.588-589
• /
• 2011

`10. 1. 13일 한파지속에 따른 16년 만에 동계피크가 발생 하였으며, '11. 1. 17일 73,137MW로 2년 년속 동계피크 경신으로 우리나라도 이젠 동계피크 발생국가에 해당된다고 볼 수 있다. 이는 경기회복에 따른 산업용전력의 증가가 동계피크 발생을 견인하였지만 타 에너지원에 비해 전기요금이 저렴하기 때문에 난방연료원이 가스나 가름에서 전기로 지속적으로 전환된 것이 가장 큰 원인이라고 보여 진다. 효과적인 전력수요관리를 위해서는 계약종별별로 부하량과 난방부하량을 측정해서 분석하는 것이 무엇보다 중요하다 하겠다. 그렇지만 실시간으로 계약종별로 부하량 자료를 얻을 수 있는 것은 현재 고압고객의 AMR계량시스템자료가 있으나 이는 고압전체의 85% 대 수준의 자료를 읽어올 뿐 전제 부하를 대변할 수 없으므로 발전단 부하를 계약종별로 적절하게 안분하는 것이 필요하다고 볼 수 있다. 8760시간대별 부하분석을 위해서는 발전단 부하와 배전단부하를 근간으로 고압고객의 원격자동검침(AMR) 자료를 활용하여 최대피크기여도를 분석하여 부하분석을 수행하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.10 no.1
• /
• pp.25-30
• /
• 2007

Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) performance could be affected by various factors such as cell temperature, total pressure, partial pressure of reactants and relative humidity. Hydrogen ion is combined with water to form hydronium ion [$H_3O^+$] and pass through membrane resulting electricity generation. Cooling system is needed to remove heat and other uses on large scale fuel cell. In case that collant conductivity is increased, fuel cell performance could be decreased because produced electricity could be leaked through coolant. In this study, triple distilled water(TDW) and antifreeze solution containing ethylene glycol was used to observe resistance change. Resistance of TDW was taken 28 days to reach preset value, and effect on fuel cell operation was not observed. Resistance of antifreeze solution was not reached to preset value up to 48 days, but performance failure occurred presumably caused by bipolar plate junction resulting stoppage resistance experiment. Generally PEMFC humidification is performed near-saturated operating conditions at various temperatures and pressures, but non-humidifying condition could be applied in small scale fuel cell to improve efficiency and reduce system cost. However, it was difficult to operate large scale fuel cell without humidifying, especially higher than $50{\sim}60^{\circ}C$. In case of small flux such as 0.78 L/min, temperature difference between inlet and outlet was occurred larger than other cases resulting performance decrease. Non-humidifying performance experiments were done at various cell temperature. When both of anode and cathode humidification were removed, cell performance was strongly depended on cell operating temperature.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.36 no.7
• /
• pp.737-744
• /
• 2012

A mobile emission laboratory (MEL) was designed to measure the amount of traffic pollutants, with high temporal and spatial resolution under real conditions. Equipment for the gas-phase measurements of CO, NOx, $CO_2$, and THC and for the measurement of the number, concentration, and size distribution of fine and ultra-fine particles by an FMPS and CPC was placed in a minivan. The exhausts of different types of vehicles can be sampled by an MEL. This paper describes the technical details of the MEL and presents data from the experiment in which a car chases passenger vehicles fuelled by diesel and gasoline. The particle number concentration in the exhaust of the diesel vehicle was higher than that of the gasoline vehicle. However, the diesel vehicle with a DPF emitted fewer particles than the vehicle equipped with a gasoline direct injection engine, with particle diameters over 50 nm.

• Journal of Bio-Environment Control
• /
• v.19 no.4
• /
• pp.177-183
• /
• 2010

Bum-type $CO_2$ generators are widely used in greenhouses for the purpose of $CO_2$ supply for photosynthesis and greenhouse heating. However harmful gases included in the air might give severe effects on the plant growth. For investigating the possible emission of harmful gases from commercial bum-type $CO_2$ generators, we carried out the analysis of the harmful by-products (NO, NOx, $NO_2$, CO, and VOCs) and $CO_2$ caused by using a bum-type $CO_2$ generator in greenhouses. And the harmful by-products from different type of fuels such as kerosene, LPG, and LNG were quantified. In order to minimize the uncertainties from a $CO_2$ generator, 4 different $CO_2$ generators were utilized in four plastic greenhouses and a glasshouse located at different places during the experimental works. The results showed that the concentration of NOx is proportional to $CO_2$ concentration. Levels of harmful gases in the most of greenhouses, where the new bum-type $CO_2$ generators were installed, were lower than 1.0 ppm when $CO_2$ concentration was set at 1,000 ppm. In case of LNG combustion, the concentration of CO reached out up to 300 ppm and pre-treatment for CO reduction, such as the adsorption process, would be inevitable to abate the adverse effects on plant growth.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
• /
• v.20 no.6
• /
• pp.653-662
• /
• 2014

In this study, Mokpo national maritime university Training ship Centralizes Air Conditioning System was upgraded by installing onboard an Air-cooled Air conditioner. This resulted in the improvement of the performance and operation. This study compared refrigeration performance to former equipment and improving one. And through the actual measurement study about the cabin thermal environment, it will be used as basic data for marine air conditioning design and plan in the future. At same climate condition, when the Centralized Air Conditioning System and an improved air conditioning system operated, cabin temperature was at $24{\sim}28^{\circ}C$, humidity was 55~75 % as comfortable condition, Generator load measurement showed a saving of 48KW in the average load and 8 % in the full load factor. This also resulted in a saving of daily fuel oil consumption(FOC) at around 222 [${\ell}/day$] average. On the other hand, one cadet cabin(Cadet No.21) indicated a higher temperature due to heat transmission of engine room. It found us not to consider installing additional diffuser to reduce the heat transmission.

• Clean Technology
• /
• v.26 no.4
• /
• pp.293-303
• /
• 2020

According to the World Health Organization (WHO), air pollution is a typical health hazard, resulting in about 7 million premature deaths each year. Sulfur dioxide (SO2) is one of the major air pollutants, and the combustion process with sulfur-containing fuels generates it. Measuring SO2 generation in large combustion environments in real time and optimizing reduction facilities based on measured values are necessary to reduce the compound's presence. This paper describes the concentration measurement for SO2, a particulate matter precursor, using a wavelength modulation spectroscopy (WMS) of tunable diode laser absorption spectroscopy (TDLAS). This study employed a quantum cascade laser operating at 7.6 ㎛ as a light source. It demonstrated concentration measurement possibility using 64 multi-absorption lines between 7623.7 and 7626.0 nm. The experiments were conducted in a multi-pass cell with a total path length of 28 and 76 m at 1 atm, 296 K. The SO2 concentration was tested in two types: high concentration (1000 to 5000 ppm) and low concentration (10 ppm or less). Additionally, the effect of H2O interference in the atmosphere on the measurement of SO2 was confirmed by N2 purging the laser's path. The detection limit for SO2 was 3 ppm, and results were compared with the electronic chemical sensor and nondispersive infrared (NDIR) sensor.

• Journal of Digital Convergence
• /
• v.11 no.2
• /
• pp.249-256
• /
• 2013

Recent days, the global warming problem due to excessive use of fossil fuels has been the world wide issue so that Korea government and developed countries make an alternative plan for eco-friendly and transportations by utilizing bicycles for health promotion. Existing Public Bicycle Rental Service Systems provide simple service such as bicycle rental management and tracking the location. However there is no user-side service for the information of the measure of carbon reduction, or use of bicycles. The proposed system in this paper provides users' health information, environmental information, personal information, counseling services and the measures of carbon reduction. The new system has been developed to carry out reducing carbon and growing green in terms of using bicycles by adopting Web 2.0 technology.

• 한국방재학회:학술대회논문집
• /
• 2011.02a
• /
• pp.194-194
• /
• 2011

현대 사회에서 차량을 비롯한 선박, 항공기와 같은 각종 수송수단들은 그 용도와 형태도 다양하고 널리 보급되어있을 뿐만 아니라 각 분야에서 없어서는 안 될 필수품이 되어 있다. 그러나 수송수단의 수와 활용빈도수가 증가함에 따라 그로 인한 차량화재, 선박화재 그리고 항공기화재 등과 같은 특수화재의 발생에 따른 재산 및 인명피해의 문제점들도 함께 늘어나고 있는 실정이다. 2009년 기준, 1년 동안의 전체 화재발생건수 47,071건 가운데 차량화재의 발생건수가 5,958건으로서 전체의 12.6% 정도를 차지하였다. 그뿐만 아니라 차량 내장재의 주 재질은 가연성을 지닌 열가소성 합성수지들로서 화재가 발생하였을 경우, 다량의 가연성 가스 및 독성가스를 방출하기 때문에 인명 및 재산 피해를 증가시키는 문제점을 갖고 있다. 하지만 아직까지도 이와 같은 수송수단에 대한 화재를 예방하거나 피해를 최소화할 수 있는 화재진압대책 등에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하고 과학적이며 체계적인 대응방안을 수립하기 위한 기초 자료를 확보하고 이를 통한 수송수단의 화재안전성을 분석하고자 각종 수송수단에서 사용되는 오일을 대상으로 연소특성 분석 및 화재하중에 관한 연구를 수행하였다. 분석 대상 오일은 연료용과 부속용 오일로 크게 분류되며, 연료용 오일로는 차량용 경유와 휘발유 그리고 군용차량용 경유, 항공기용 백등유와 제트유, 선박용 고유황경유 등을 선정하였다. 부속용 오일로는 브레이크오일, 파워오일, 엔진오일, 자동변속기오일, 수동변속기오일을 대상으로 각각 일반용과 고급형 2가지씩 시료를 선정하여 분석을 수행하였다. 분석방법은 대상오일들의 기초물성을 고찰하기 위해서 비중계를 이용하여 각 시료들의 비중을 측정하였으며, 문헌으로부터 끓는점, 어는점 및 점도 등을 조사하였다. 또한, 대상오일들의 착화특성을 살펴보고자 콘칼로리미터와 인화점 측정기 및 발화점 측정기 등을 이용하여 발열량, 착화시간, 발연량, 발화점, 인화점 등을 측정하였다. 대상오일들의 물성 및 착화특성에 대한 측정결과를 살펴보면, 비중은 $725.8{\sim}1072.0kg/m^3$ 정도의 값을 나타냈고, 인화점은 영하의 인화점을 갖는 휘발유의 경우, 장비의 특성상 분석이 곤란하여 측정하지 못하였으며, 다른 시료들은 $45.3{\sim}266.6^{\circ}C$정도의 값을 나타냈다. 발화점은 $325.7{\sim}600.6^{\circ}C$정도의 값을 갖는 것으로 나타났다. 따라서 이와 같은 결과들을 활용하면 차량, 선박, 항공기 등에 대한 화재발생과 관련된 화재안전성을 분석하고 이를 통한 수송시스템의 화재에 대한 예방 및 대응 방안의 효율성을 높일 수 있을 것으로 생각된다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.41 no.6
• /
• pp.389-395
• /
• 2017

This study was performed to provide the information of the soot formation behavior of octane single fuel droplet under the identical combustion conditions. To achieve this, this experimental study provide the results of the soot formation characteristics of octane droplet in accordance with different initial droplet diameter($d_0$), at the same time, experiment was conducted under the same combustion conditions which are 1.0atm of ambient pressure($P_{amb}$), 21% of oxygen concentration($O_2$) and 79% of nitrogen concentration($N_2$). Visualization of octane droplet combustion was performed by visualization system with high speed camera. The results of maximum soot volume fraction($f_{vmax}$) was almost the same under the equivalent ambient conditions regardless of initial droplet diameter. Furthermore, maximum soot volume fraction was showed the higher value in the measuring direction between $135^{\circ}$ and $315^{\circ}$ since the soot-tail is generated during two opposing igniters movement process.