• Journal of the KSME
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• v.52 no.2
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• pp.34-38
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• 2012

이 글에서는 차세대 친환경 자동차로 주목 받고 있는 수소 연료전지 및 수소 연료전지차의 작동원리, 개발 역사 그리고 국내외 현황에 대하여 소개 하고자 한다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2004.06a
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• pp.141-148
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• 2004

지구의 환경보존과 에너지원의 효율적인 이용을 위하여 고효율의 환경친화적 청정에너지 기술개발을 활발이 진행중에 있으며, 이중 수소를 이용한 연료전지차 개발이 최근 가장 각광을 받고 있다. 연료전지차 실용화를 위해서는 여러 가지 기술적으로 해결해야 과제가 많으나, 그 중에서도 연료로 사용하고 있는 수소의 안전적인 저장 문제가 중요하다고 하겠다. 수소를 저장하는 방법은 여러 가지 있으나, 현재 기술로 이용 가능한 것은 압축저장 방식이다. 현재 소개되고 있는 연료전지차 대부분에는 350 bar 압축수소저장용기가 탑재되어 $120\~300km$까지 주행이 가능하다. 이는 소비자 입장에서 수소충전을 자주해야 하는 불편사항이다. 이를 보완하기 위해서 초고압 (700 bar) 수소저장시스템과 저압이면서 수소를 더 많이 저장할 수 있는 신 수소저장물질 개발을 각 연구기관에서 활발이 연구중에 있다. 국내에서도 최근에 연료전지차의 관심이 높아지면서 연료전지차량용 부품 개발을 정부과제로 연구중이거나 예정이다. 수소저장분야도 21세기 프론티어사업을 통하여 산.학.연 합동으로 연구를 활발이 진행중에 있다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.28 no.3
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• pp.151-159
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• 2013

수소연료전지차(fuel cell electric vehicle)는 가솔린 내연기관 대신 수소와 공기 중의 산소 결합으로 전기를 자체 생산하는 연료전지를 동력원으로 하는 자동차이다. 엔진이 없기 때문에 배기가스 및 오염물질을 배출하지 않아 세계적으로 점점 강화되고 있는 환경규제에 대응하기 위한 친환경 자동차로 부각되고 있다. 미국, 유럽, 일본 등 주요 선진국들은 수소연료전지차 보급을 앞당기기 위해 기술 개발을 지원하고 있고 수소연료전지차 실증 사업 및 프로젝트를 추진하고 있으며, 수소충전소 인프라 확충 및 관련 제도의 정비에 박차를 가하고 있다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.233-263
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• 2003

연료전지차 필요성; 환경오염 측면-지구 온난화 가속,이산화탄소 총량 규제, 자동차 이산화탄소 배출량(배출량의 27% 차지), 고 효율 동력 시스템 필요. 개발 방향; 해외 연료전지 전문회사와 공동개발 추진, 본격 양산 대비한 자체기술 개발, 국내부품 전문업체 육성, 연료전지 실용화 Project 등 적극 참여, 주요 자동차 회사와 주기적 정보교환 회의 실시(중략)

• 전기의세계
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• v.41 no.6
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• pp.7-11
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• 1992

연료전지는 연료가 가진 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 변환시키는 발전방식으로 에너지 변환효율이 높고 환경공해가 적어 도시부근이나 도심지 건물내 설치할 수 있으므로 전력계통운용이 용이하여 장래 화력발전 대체용이나 열병합발전용으로 유효하게 사용될 수 있는 등의 장점이 많아 국내의 개발이 활발이 진행되고 있다. 연료전지는 반응물질을 전지내에 저장헤 두는 1차전지(건전지등)나 2차전지(축전지)와는 달리 반응물질이 외부로부터 공급되는한 발전할 수 있으며 단위전지의 내부구조는 일반전지와 유사하나 에너지저장능력이 없는 발전장치이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.335-335
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• 2009

산업의 고도화에 따라 소비자들이 사용하는 전기, 전자기기의 사용시간 연장에 대한 욕구가 강해지고 있으며, 이에 따라 기존 2차전지의 용량을 극대화하는 연구와 더불어 차별화하여 장시간 안정적으로 사용할 수 있는 신규 전원 개발이 요구되어 진다. 연료전지는 이러한 욕구를 충족시킬 수 있는 차세대 전지로서 충전 대기 시간 없이 연료의 교체만으로 언제 어디서나 전력을 공급할 수 있으며, 장시간 대용량이 요구되는 Outdoor 응용분야에서는 1, 2차 전지대비 무게/부피 에너지밀도(Wh/kg, Wh/L)와 에너지 비용($/Wh, \/Wh)면에서 높은 경쟁력을 가지고 있다. 이러한 휴대용 연료전지의 최근 개발동향을 소형 전자기기용 충전기, 산업용 UPS, APU 및 군사용 이동전원 분야로 나누어 소개하고자 한다. 또한, 이동용과 휴대용 연료전지에 대한 국제 연료전지 표준화기구의 최근 국제규격에 대해 소개하며, 이를 통해 대두되고 있는 기술적 이슈와 함께 국내 표준규격 채택에 필요한 제안을 하고자 한다. 국제표준화 분과위원회 (WG 7, 8, 9, 10)의 2009년 이후 표준화 활동계획을 공유함으로써 관련 연구개발 및 상용화 업체들의 이해를 돕고자 한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.4 no.3
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• pp.354-363
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• 1995

차세대 연료전지인 용융탄산염 연료전지의 운전조건을 확립하기 위하여 운전변수와 단위전지 성능과의 관계를 살표보았다. 용융탄산염 연료전지에 산화제로 공기를 사용하는 경우 양극가스에 질소가 포함된다. 그리고 연료전지의 작동압력을 높이면 출력을 크게 할 수 있다. 그리하여 본 연구에서는 에너지 및 물질수지를 이용하여 양극가스내 질소 조성과 작동압력 변화에 따른 전지내의 온도분포 및 성능변화를 구하였다. 본 연구팀이 이미 발표한 용융탄산염 단위 연료전지의 전류밀도의 온도분포를 구하기 위한 수치모사가 이용되었다. 가스흐름의 형태는 십자류를 선택하였다. 양극가스내 질소의 영향은 냉각효과로 나타났다. 작동압력이 증가할수록 전지의 성능은 증가하였고, 기전력[mV]변화 대 압력[atm]의 상용대수값의 변화(즉, ΔV 대 Δ(log))의 1차함수 그래프 기울기는 79.9로 문헌상의 실험치와 유사하게 나타났다.

• Electric Engineers Magazine
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• s.382
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• pp.20-21
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• 2014

우리나라의 화석연료 의존율은 80%를 넘는 수준이다. 화석연료의 고갈은 전 세계적으로 큰 혼란을 불러올 것으로 예상되기 때문에 세계 각국은 신재생에너지 시장 개척에 사활을 걸고 있다. 이러한 신재생에너지 가운데 안정적인 차세대 에너지원으로 각광받고 있는 연료전지에 대해 알아보자.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.347-352
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• 2006

21세기에 들어서서 새로운 신에너지원으로 각광을 받는 연료전지는 지구온난화의 영향으로 청정에너지를 더욱더 필요로 하는 에너지를 부상시켰다. 2000년을 기점으로 다양한 연료전지기술들이 다양한 응용분야에 기술개발이 이루어지고 있으며 2004년에는 11,000기 이상의 연료전지제품이 출시되는 등 급속한 발전을 거두고 있다. 특히 연료전지 제품의 시장화에 앞장서고 있는 수송용 연료전지는 차세대자동차의 대체 상품으로 지목받으면서 메이커 중심으로 상용화에 노력을 배가하고 있는 실정이다. 본 논문에서는 연료전지의 전반적인 시장구조를 살펴보고, 특히 수송용 연료전지의 시장과 산업에 관하여 분석하고 틈새시장 진입을 위한 전략을 제시하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.287-287
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• 2009

연료전지는 전기에너지와 열에너지를 동시에 사용 할 수 있기 때문에 에너지 효율이 높고 유해 배기물이 거의 없으므로 친환경적이다. 따라서 환경문제가 대두되고 있는 오늘날, 고효율 친환경의 연료 전지는 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 보일러와 계통선에서 열과 전기를 공급받는 기존방식에 비해 연료전지 코제너레이션 시스템의 경우 20%이상 에너지 절감율을 향상시킬 수 있다. 기존 10kW이하의 소용량 발전설비의 경우 대형 발전소와 같은 수준인 30%이상의 전기 효율을 기대할 수 없으나 고분자 전해질 연료전지를 적용할 경우 1kW급에서도 35%의 전기 효율을 기대할 수 있으며 열회수까지 고려할 경우 80%에 가까운 열효율을 달성할 수 있다.(4)연료전지 시스템은 연료전지 스택 이외에, 연료변환장치, 급기설비, 열 및 물관리 설비, 전력변환장치 그리고 제어 장치 등으로 구성된다. 연료전지 시스템 성능은 연료전지 스택의 성능에 가장 의존적인데 연료전지 스택의 성능은 같은 스택이라도 운전 및 제어 방법에 따라서 다양하게 변할 수 있다. 실제로 연료전지 스택 자체의 전기 변환 효율은 최대 40% 까지로 매우 높으나, 다양한 운전 조건에 따라 효율이 30~40% 수준에서 변화는 것이 현실이다. 때문에 시스템을 설계할 때에는 종합화된 시스템 측면에서의 운전까지 고려한 설계와 성능 해석이 필요하다. 그간 연료전지를 활용한 가정용 열병합 발전분야에서는 시스템 설계를 위한 시뮬레이션 기반 성능 해석에 관한 연구가 활발히 진행되어왔다. 하지만 연료전지 스택의 경우 간이화된 성능 모델식을 사용하여 이로 인한 성능 예측모델의 오차가 크게 발생하여 전체 시스템 최적화의 저해요인으로 작용하여왔다. 따라서 본 연구에서는 가정용 연료전지 열병합 발전 시스템을 자체적으로 설계 개발하였으며 이 중 연료전지 스택의 성능모델을 실험기반으로 구축하였다. 먼저 가정용 연료전지 열병합 발전 시스템의 설계는 크게 네 단계로 구분되며 이는 1) 시스템 개념 설계, 2) 연료전지 스택 설계, 3) 주변장치 설계, 4) 제어시스템 설계로 이뤄진다. 연료전지 스택의 성능 모델은 고분자연료전지의 성능에 가장 민감하게 영향을 미치는 온도 및 습도의 변화에 따른 다양한 스택 성능을 예측 가능하도록 개발하였으며 이는 간단한 이론 모델의 구조에 실험 데이터를 기반으로 모델 파라미터를 도출하는 기법으로 이뤄졌다.