• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2007.11a
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• pp.187-189
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• 2007

본 논문에서는 연료전지 발전시스템을 제안하였다. 제안된 시스템에서 DC-DC 컨버터는 인덕터 에너지 저장형인 Flyback 컨버터와 커패시터 에너지 저장형인 SEPIC 컨버터를 변압기를 이용하여 2차측 출력을 결합한 SEPIC-Flyback 컨버터로 스위치의 온 오프시 모두 승압이 가능하여 저전압/대전류의 특징을 갖는 연료전지 시스템에 적합하다. 이를 계통연계형 인버터 시스템에 적용하여 최적화된 연료전지 발전시스템을 제안하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.04b
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• pp.271-273
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• 2009

본 논문은 연료전지의 동특성을 모델링하고 시뮬레이션 결과를 이용하여 시스템에서 에너지 보상 배터리의 최적화 설계 방법을 제안하였다. 다양한 전기화학방정식과 실제 연료전지의 측정 데이터를 기반으로 연료전지 모델링을 수행하고, 시뮬레이션 결과를 분석하여 시스템에서 요구되는 전력을 계산하여 배터리를 용량을 산정 하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.4
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• pp.349-354
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• 2010

Fuel cells have attracted enormous interest as new power sources because the cells can be used to solve the problem of environmental pollution as well as the natural-resource exhaustion problem. In this study, hydrogen-gas flow in microchannels of different shapes was numerically analyzed to improve the efficiency of a microfuel cell. Flow characteristics in six microchannels of different shapes but under identical boundary conditions were simulated. The analysis result shows that the flow characteristics such as velocity, uniformity, and flow rate, greatly depend upon the channel shape. This implies that the efficiency of microfuel cell can be expected to be increased by adopting the optimal configuration of channel shape for hydrogen-gas flow. The experimental results show that power density of a PEMFC with a microflow channel is higher than that of a PEMFC without a microflow channel; however, a durable catalyst is required in MEA.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.6
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• pp.765-772
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• 2011

In this research, the fuel cell system model capable of generating codes in real time was developed to construct of a HIL (Hardware-In-the-Loop) for a SOFC-powered ship. Moreover, the effects of the distribution of the exhaust gas flow rates in a stack, the flow rates of fuels and temperature of air supplied on the temperature characteristics of fuels supplied to the cathode and the anode, the output power of the stack and system efficiency are examined to minimize the temperature difference between fuels supplied to the stack used in a 500kW SOFC system using methane as a fuel. As a result, the temperatures of fuels supplied to the cathode and the anode maintain at 830K when the opening factor of three-way valve located at outlet of turbine is 0.839. Also the process for optimization of methane flow rate considering the fuel cell stack and system efficiency is required to increase the temperatures of fuels supplied to the stack.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2009.11a
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• pp.194-196
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• 2009

본 논문은 연료전지용 전력변환 시스템 중 저주파(60Hz) 변압기를 사용하는 방식 인 Boost PCS를 대상으로 이전 연구에 진행되었던 최적설계를 바탕으로 제작된 PCS의 손실을 분석하고 컨버터부 인버터부 변압기부의 전력에 따른 효율을 분석하여 가정용 연료전지 PCS의 설계에서의 최적화 지침을 제공하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.329-331
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• 2006

연료전지용으로 많이 사용되는 전불소계 고분자인 Nafion은 좋은 기계적, 화학적 안정성 및 높은 이온전도도에도 불구하고 고가의 생산단가, 높은 메탄올 투과도, 그리고 MEA 재활용 문제 등으로 인해 상업적 응용에 제한이 있다. 본 연구는 불소그룹을 함유한 술폰화된 아릴렌이서계 블록 공중합체 고분자 전해질막의 제조 및 연료전지 특성에 관한 것이다. 이러한 고분자를 제조하기 위하여 양말단에 불소계 비닐기를 가지면서, 상온에서 술폰화 가능한 biphenyl계 단량체와 술폰화가 불가능한 sulfonyl계 단량체를 각각 합성하였으며, 이들로부터 다양한 몰조성과 분자량을 갖는 올리고머를 포함한 일련의 perfluorocyclobutane기를 포함하는 블록 공중합체를 열적 고리화 부가중합을 사용하여 합성하였다. 제조된 블록 공중합체를 상온에서 술폰화제인 chlorosulfonic acid를 이용하여 선택적으로 후술폰화시켜 강산 이온기인 sulfonic acid를 블록 올리고머에 도입하였다. 합성된 고분자들의 연료전지 특성을 Nafion-115와 비교하였다. 술폰화가 되는 올리고머 블록의 비율 증가에 따라 이온교환능력이 증가하였고, 그에 따라 높은 함수율과 이온 전도도를 나타내었으며 건조 및 습윤 상태에서도 기계적 강도가 우수하였다. 최적화된 블록공중합체를 대상으로 MEA를 제조하여 연료전지 초기성능을 측정한 결과 Nafion과 유사한 전기화학적 성능을 나타내었다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.26 no.2
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• pp.136-147
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• 2015

Dead-ended operation of Proton Exchange Membrane Fuel Cell(PEMFC) provides the simplification of fuel cell systems to reduce fuel consumption and weight of fuel cell. However, the water accumulation within the channel prohibits a uniform supply of fuel. Optimization of the purge strategy is required to increase the fuel cell efficiency since fuel and water are removed during the purge process. In this study, we investigated the average voltage output which depends on two interrelated conditions, namely, the supply gas pressure, purging valve open time. In addition, flow visualization was performed to better understand the water build-up on the anode side and cathode side of PEMFC in terms of a variety of the current density. We analyzed the correlation between the purge condition and water flooding.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.93.1-93.1
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• 2011

To obtain higher power efficiency of Residential Power Generation System(RPG), it is needed to operate system on optimized stoichiometric ratio of fuel and air. In this paper, optimizing stoichiometric ratio of fuel/air is conducted through systematic experiments and modeling. Based on fundamental principles and experimental data, constraints are chosen. Using these stoichiometric ratios as decision variables, maximum power efficiency of system could be found. As a result of research, power efficiency of RPG system is improved.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.24 no.5
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• pp.373-385
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• 2013

To obtain higher power efficiency of Residential Power Generation system(RPG), it is needed to operate system on optimized stoichiometric ratios of fuel and air. Stoichiometric ratios of fuel/air are closely related to efficiency of stack, reformer and power consumption of Balance Of Plant(BOP). In this paper, optimizing stoichiometric ratios of fuel/air are conducted through systematic experiments and modeling. Based on fundamental principles and experimental data, constraints are chosen. By implementing these optimum values of stoichiometric ratios, power efficiency of the system could be maximized.