• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.184-187
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• 2007

본 논문은 DSP Controller를 적용한 연료전지시스템의 유량제어에 관한 논문이다. 그리고 이 연구에서 사용된 시스템은 1kW급 계통연계 연료전지 시스템이다. 이 연료전지 시스템이 안정적으로 전원을 공급할 수 있도록 시스템에서 요구하는 공기 유량을 정확히 공급하도록 제어하는 것이 본 연구의 목적이다. 이 목적을 이루기 위해 공기 공급 장치에 PID 제어기를 설계하여 적용하였다. PID 제어기의 Gain값은 지글러 니콜스 Tuning 방식으로 정하였다. 이 제어기를 적용하여 실험한 결과, 적용 전 상태와 비교하면 맥동이 30% 저감하였고, 정상상태 오차가 제거되어 온도 변화와 같은 외란과 상관없이 정확한 요구 공기 유량을 공급함을 확인할 수 있었다. 그리고 부하가 변동함에 따라 해당 요구 공기 유량이 바뀔 때 1초 내에 그 요구 공기 유량을 추종하여 스택이 안정적으로 운전될 수 있도록 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.656-659
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• 2009

직접메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)는 휴대용으로 사용할 수 있는 소형 전원용으로 주로 개발되고 있으며, 다양한 용도로 사용이 가능하다. 하지만 직접메탄올연료전지에서 전해질로 많이 쓰이는 Nafion막은 이를 통한 메탄올 크로스오버(Crossover) 때문에 연료전지의 성능을 제한시키고 있다. 본 연구에서는 Nafion 117를 사용하여 전극 면적 100cm2 의 DFMC용 MEA를 제작하고, 공기 유량을 3ml/mim으로 고정하고, 메탄올 유량을 2,3 ml/min로 각각 공기극와 연료극에 공급하여 온도변화(50, 60, 70, $80^{\circ}C$)에 따른 성능을 확인하였다. DMFC의 적당 반응 온도는 $70^{\circ}C$로 생각되고, 유량은 메탄올 2ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시가 성능이 높게 나오는 결과를 얻으나 일정시간 지나면 성능이 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시 보다 성능이 떨어지는 현상이 일어나기 때문에 $70^{\circ}C$ 반응온도에 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min의 유량 공급이 본 논문에서 최적화된 성능을 내는 조건으로 사료된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.1158-1159
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• 2008

본 논문에서는 상온상태에서 2W급 직접 메탄올 연료전지 모듈을 구동하여 연료전지 모듈의 성능 특성을 분석하고자 한다. 상온상태에서 연료극으로 공급하는 메탄올의 농도와 유량을 변화를 시켜 상온에서 최적의 메탄올 농도와 유량을 찾고 공기극에 공기를 공급 하였을 때 와 공기를 공급하지 않았을 때 의 연료전지의 출력을 전자 부하기를 이용하여 부하를 주고 메탄올의 유량을 변화 시켜가면서 비교해보았다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.9-12
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• 2010

본 논문은 연료 과농 연소 환경 하의 이중 와류 동축형 분사기의 유량 통과 특성 파악을 위해 수행한 실험결과를 수록하였다. 액체산소와 케로신(Jet A-1)을 사용하여 연소시험을 수행하고 유량 통과 특성을 유량계수로 표현하였다. 유량계수 산출을 위해 유량, 압력, 온도를 계측하였다. 연료 분사기의 경우, 산화제 측 분사기 형상, 연소압, 혼합비에 관계없이 일정한 유량 계수 값을 보였다. 이에 반해 산화제 분사기는 연소압과 혼합비 변화에 영향을 받는 것으로 나타났다. 화염 형성 변화가 유량계수 변화에 특히 산화제 측에 영향을 주고 있음을 밝혔다.

• 한국항공우주학회지
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• 제37권11호
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• pp.1140-1147
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• 2009

펌프공급방식 액체로켓엔진 가스발생기의 매니폴드를 대상으로, 연료 및 산화제의 유량 균일성을 파악하기 위하여 유동해석을 수행하였다. 3가지의 연료링과 3가지의 분사기 헤드 형상에 대하여 유동해석을 수행함으로써, 유량균일성을 검토하였다. 이를 통해 최적의 유량균일성을 가지는 연료링과 분사기 헤드의 형상을 결정하였다. 또한 분사기 출구에서의 혼합비 분포를 유동해석 결과로부터 도출하였다. 이를 통하여, 연료와 산화제 모두 유량균일성이 우수한 형상을 결정할 수 있었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.42-44
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• 2008

연료전지가 동작할 때에는 공기공급을 위한 압축기가 동작하게 되는데 공기의 유량에 따라 연료전지의 출력전력이 달라진다. 또한 공기의 유량에 따라 압축기에서 소비하는 전력이 달라지기 때문에 공기 유량에 따른 연료전지의 최대 효율점이 존재하게 된다. 본 논문에서는 연료전지의 출력전력에서 압축기의 손실전력을 제외한 순수 파워를 최대로 낼 수 있는 유량을 추적 제어하는 알고리즘을 제안한다.

• 한국가스학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-8
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• 2007

본 논문에서는 메탈화이버를 이용한 난류예혼합 플랫버너를 제작하여 다양한 연소조건하에서 화염의 안정화범위를 확인하였으며, 연료유량과 공기유량의 변화에 따른 균일가열 능력과 배기가스 특성에 관한 실험을 실시하였다. 그리고 화염의 안정성 평가를 위한 실험을 통해 화염을 공기유량 변화에 따라 청녹염, 복사염, 청염 영역으로 나눌 수 있었고, 이들 영역은 청염>복사염>청녹염 영역 순으로 연소상태가 양호하였다. 공기비에 따른 영향을 살펴보면, 본 실험에서는 연료유량 1과 4l/min에서는 공기비 ${\alpha}=1.5$가 적합하였으며 연료유량 2l/min에서는 ${\alpha}=2.0$이 적합한 것으로 나타났다. 한편 연료유량과 관계없이 공기비 ${\alpha}=1.3{\sim}2.1$범위에서는 연소소음이 발생했다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권5호
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• pp.325-331
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• 2011

연소과정 중에 발생하는 질소산화물을 저감하는 기술인 MILD 연소에 대하여 연료노즐과 공기노즐의 위치와 공기유량을 변화하면서 나타나는 연소특성을 수치해석을 통하여 연구하였다. 본 연구의 MILD 연소로는 연료노즐과 공기 노즐 사이에 연소배기가스의 배출구가 있는 연소로를 이용하였다. 공기노즐은 8개, 연료노즐은 4개를 사용하였다. 연료노즐이 연소로 중앙 부근에 위치한 연소로의 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 연료노즐에서부터 연소로 벽면으로 치우치게 되지만 공기유량이 커지면 연소반응대가 연료노즐 측에서 시작하여 연료노즐 상부로 형성된다. 공기노즐이 연소로 중앙부분에 위치한 경우에 공기유량이 적을 때는 연소반응대가 공기노즐 부근에서 시작하여 연소로 벽면으로 치우치지만 공기유량이 증가하면 연소반응대가 연료노즐 측으로 옮겨가게 된다. 두 가지 경우 모두 공기유량이 증가하면 연소반응대에서 최대온도가 증가하고 따라서 배기가스에서의 NOx 농도가 증가한다. 두 가지 노즐 위치에서의 NOx 생성을 비교해 보면 공기노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우가 연료노즐이 연소로 중앙에 위치한 경우보다 NOx 농도가 현저히 적음을 알 수 있었다. 본 연구의 결과로부터 NOx 저감과 연료의 미연가스 배출을 감안할 때 공기노즐이 연소로 중앙에 위치하고 이론공기량에 해당하는 공기량을 분출할 때 NOx 생성에 가장 효과적임을 알 수 있었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.625-630
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• 2014

연료전지의 성능을 결정짓는 가장 중요한 변수 중의 하나는 각 스택의 채널에 얼마나 균일하게 연료를 공급할 수 있느냐이다. 본 연구에서는 네 가지의 모델을 사용하여 연료전지 매니폴드 형상에 따른 최적 설계를 수행하였다. 위 네 가지 모델은 각기 다른 기하학적 형상을 가지며 Edison CFD를 이용하여 형상 내의 유동을 비교하였다. 초기 모델에서는, 입구부에서 매니폴드로 유입되는 유동의 확산이 잘 일어나지 않아 각 채널의 질량유량이 불균일한 분포를 보였으며 특히 속도가 빠른 중심 영역의 채널에 많은 연료가 유입되었다. 이를 위한 디퓨져 모델링이 제안되었으며 실속이 최소한도로 발생할 때 채널당 질량유량이 가장 균일하다고 가정하였다. 이를 위해 다양한 디퓨져 각을 가진 모델을 사용했고, 이론상으로 실속이 발생하지 않는 형상에서 가장 균일한 분포를 보임을 확인하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제37권4호
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• pp.308-315
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• 2013

물혼합 에멀젼 기술은 물의 급속한 분리에 의하여 불안정한 연소를 나타낸다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구가 진행되고 있는데, 본 연구에서는 연료펌프입구까지 혼합연료를 순환시킴으로써 물의 분리를 최소화하는 하이브리드형 혼합장치의 성능을 분석하였다. 원통형 실험용 보일러에 버너를 부착하였으며 연료와 물의 유량을 조절하고 흡기유량을 제어하면서 배기농도와 화염온도를 계측하였다. 실험결과 배기농도와 화염온도를 유사하게 유지하는 경우 연료 소모율이 12% 저감되었으며, 흡기 유량과 디젤유 유량을 동일하게 유지하는 경우 질소산화물이 45.5%, 일산화탄소가 98.5% 스모크가 97.2% 감소하였다.