• 한국방재안전학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.71-80
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• 2023

연료전지는 저탄소 발전원으로 주유소 내 연료전지를 설치 시 분산에너지와 전기차 충전인프라를 확충할 수 있다. 주유소 내 연료전지 설치 시 안전성 확보를 위하여 국‧내외 주유소 및 연료전지의 사고데이터를 기반으로 사고시나리오를 도출하고 사고피해예측을 위한 정량적 위험성평가를 실시하였다. 최악의 사고시나리오가 아닌 현실적으로 발생 가능한 화재 및 폭발사고의 피해범위를 산출하고, 피해영향을 분석한 결과 주유기로부터 9.0 m, 주유 중 차량으로부터 15.5 m, 통기관으로부터 4.1 m, 연료전지의 정압기 등 가스조정장치로부터 1.1 m 이상 이격 시 사고로 인한 심각한 피해 위험을 낮출 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 연구 결과는 주유소 내 연료전지 배치 및 사고피해를 경감할 수 있는 안전대책 수립에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.73.2-73.2
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• 2010

휴대용 전자기기들의 소비전력 증가에 따라 2차전지에 비해 에너지 밀도가 높은 연료전지를 이용한 충전기의 필요성이 부각되고 있다. 대다수의 충전기는 On-Grid 방식으로 벅타입 컨버터를 이용한 감압 방식이었으나, 연료전지를 이용할 경우 승압식 컨버터를 통한 배터리의 충전이 요구된다. 또한 배터리는 일반 저항부하와 달리 큰 커패시턴스 성분을 가지고 있기 때문에 컨버터의 출력단에 인덕터가 없는 경우 큰 출력 리플전류를 유도하게 되어 시스템의 효율과 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 또한 이를 해결하기 위해 절연형 감압 컨버터를 사용하는 경우 변압기 사용에 의한 부피 증가와 부가 소자의 사용에 따른 가격 상승을 피하기 어렵다. Cuk 컨버터는 주스위치의 ON/OFF 동작에 관계없이 출력으로 에너지가 항상 전달되며, 이상적으로 리플이 거의 존재하지 않아 충전용으로 적합하다. 또한, 승압 및 감압이 자유롭기 때문에 배터리의 정격전압에 상관없는 범용 충전기의 설계도 가능하다. 따라서 본 논문에서는 Cuk 컨버터를 이용하여 배터리 충전기를 설계하고, 그의 상태공간 모델링, 주파수 특성 해석 및 제어기 설계에 대해 기술한다. 제안된 제어 방식은 소형 연료전지 스택을 이용하여 실제 배터리를 대상으로 한 정전류 및 정전압 제어를 실행하여 그 성능 및 안정성을 검증한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권8호
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• pp.1212-1221
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• 2010

최근 선박은 연료절감과 배기가스 감축을 위한 고효율 친환경 동력발생장치에 대한 요구가 증대되고 있다. 이에 따라 오염물질의 배출이 매우 작고, 소음 진동이 거의 없으며, 발전효율이 높은 연료전지가 차세대 선박용 동력원으로 관심의 초점이 되고 있다. 본 연구에서는, 과거부터 현재까지의 세계 조선산업과 선박용 엔진시장의 동향을 고찰함으로써 미래의 세계 선박용 연료전지 시장을 분석해 보고자 한다. 이를 위해 연간 선박수주량 및 선박건조량을 예측함으로써 2018년까지의 연도별 총선박량을 전망한다. 또한 과거의 선박수주량과 엔진주문량을 비교, 분석함으로써 미래의 엔진주문량을 예측하고, 이를 바탕으로 연료전지 시장을 전망한다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제5권3호
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• pp.265-269
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• 1992

미국의 ERC는 용융탄산염형 연료전지의 연구개발을 연방 에너지성의 지원하에 100KW stack의 개발을 진행시키고 있으며 Pacific gas & Electric com.는 100KW stack 운전시험에 성공하면 2MW의 실증 P1-ant를 발주할 게획이다. 그리고 일본은 신에너지 산업기술 총합 개발 기구(NEDO)의 project인 1MW발전 system 개발을 목표로 100KW를 stack 개발, 1MW급 Plant 구성기기 기술 system 기술 개발 진행중에 있으며 '93년에 100KW급 stack의 중간평가 실시와 '93-'94년 1MW급 발전 system의 설계, 건설, 운전 시험을 계획중에 있다. 한편 고체 전해질형 연료전지는 국외에서 1.3KW급 발전에 성공하였으며 10-20KW급 연구 개발이 진행중이다. 따라서 국내에서는 차세대 연료전지인 MCFC와 SOFC에 대하여 많은 노력에 의해서 선진국 기술 수준에 접근하므로서 실용화가 가능하리라고 본다.

• 전기화학회지
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• 제6권1호
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• pp.48-52
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• 2003

일반적으로 연료전지 제어의 주목표는 연료와 공기의 반응이 원활하게 이루어져 출력을 연속적이고 안정되게 얻어지도록 공정설비를 제어함에 있다 연료전지의 과부하에 따른 성능저하 및 급격한 유량증가에 따른 양극간의 압력차로 인한 전극손상이 발생하지 않도록 하기 위해, 연료전지의 제어조건을 고려한 동적모델링이 필요하다. 전극간 압력차이를 허용범위 이하로 유지하며 급격한 부하요구가 발생하더라도 부하에 적합한 이용율 이상으로 부하가 걸리지 않도록 공기이용률 제어를 이용하였다. 10kW고분자 연료전지(PEMFC)의 전산모사를 통해 모델의 타당성을 검토하였고 제어성능을 수행하여 1초 내의 부하추종성능을 얻을 수 있었으며, 0.01atm내의 양극간 압력차를 유지시킬 수 있었다.

• 열병합발전
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• 통권40호
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• pp.20-26
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• 2004

• Patent21
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• 통권89호
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• pp.16-24
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• 2010

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.187-189
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• 2008

화석연료의 고갈과 에너지 공급의 불안정성을 극복하기 위하여 화석연료를 대체할 수 있는 신 재생에너지의 개발이 시급하다. 특히 우리나라는 화석에너지의 수입 의존도가 97% 이상을 상회하고 선진국 대비 4배 이상의 에너지소비증가율을 보이는 우리나라에서는 장기적인 에너지 수급정책의 수립과 신 재생에너지 개발이 절실히 필요하다. 본 연구에서는 신 재생에너지중 세계에서 가장 각광받고있는 연료전지 시스템 중 PEMFC 즉 고분자 연료전지의 직접 설치 구동과 구동특성을 파악하는데 목적을 두고 연구를 진행하였다.

• 에너지공학
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• 제8권4호
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• pp.592-604
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• 1999

대면적 용융탄산염 연료전지 운전 시 스택에서 발생하는 스택내 온도차와 극간 차압의 문제점을 해결하기 위하여 정상상태특성 및 동특성을 분석하였다. 두가지 용융탄산염연료전지 스택(5 kW(3,000$\textrm{cm}^2$, 20장), 3kW(6,000$\textrm{cm}^2$, 5장) 의 운전결과를 통하여 스택성능에 중요한 영향을 미치는 조작변수(전류밀도 , 연료 이용률, 공기 이용률)와 조절변수(스택 온도차, 연료극 차압, 공기극 차압)를 결정하였다. 조작변수들에 대한 조절변수들의 변화량인 스택의 정상상태 이득률을 구하여 시스템의 안정성을 분석하고 동특성을 나타내는 전달함수를 구하였따. 전달함수는 3$\times$3 행렬로 시간 지연항이 없는 전형적인 1차 시스템으로 표현되었다 동특성 분석에 의해 대면적 용융탄산염 연료전지 시스템의 최적 운전 조건을 설정할 수 있었다. 5 kW 스택의 경우 전류밀도가 150mA/$\textrm{cm}^2$ 일 때 스택 출구 온도를 68$0^{\circ}C$ 이하로 유지하기 위해서는 공기극 가스 recycle 에 의한 가압 운전이 필요하였으며, 효과적으로 용융탄산염 연료전지 시스템을 제어하기위해서는 조작변수의 조절변수상호간의 연계성을 제거하기위한 다중 입.출력 제어 및 연계 제거기가 필요함을 확인하였다. 이 결과는 향후 대면적 용융탄산염을 연료전지 시스템의 제어구조 설계와 운전모드설정에 중요한 자료로 사용될 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.35-44
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• 2015

This paper deals with the economic analysis of domestic fuel cell vehicles considering subsidy and hydrogen price in 2015 and 2025. We selected TFCV (Tucson fuel cell vehicle) and TDV (Tucson diesel vehicle) to identify the economic feasibility of fuel cell vehicles compared with conventional internal combustion engine vehicles. We made some sensitivity analysis by changing input factors such as the size of the subsidy, the hydrogen price and the discount rate. Also, we made a break-even point analysis on hydrogen prices that equalize the economic feasibility of TFCV and TDV in 2025. As a result, TFCV is not economical in 2015 due to the relatively high prices of hydrogen and vehicles. If the sale prices of TFCV are 30,000,000 won and 35,000,000 won in 2025, then the break-even points of hydrogen prices are equal to 7,483 won/kg and 5,043 won/kg.