• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
• /
• v.18 no.6
• /
• pp.205-212
• /
• 2004

In this paper the design of a 1-[KVA] fuel cell powered line-interactive UPS system employing modular (fuel cell & DC/DC converter) blocks is proposed. The proposed system employs the two fuel cell modules along with suitable DC/DC converters and these modules share the DC-Link of the DC/AC inverter. A supercapacitor module is also employed to compensate for the instantaneous power fluctuations and to overcome the slow dynamics of the fuel processor. The energy stored in the supercapacitor can also be utilized to handle the overload conditions for a short time period. Due to the absence of batteries, the system satisfies the demand for an environmentally friendly and dean source of the energy. A complete design example illustrating the amount of hydrogen storage required for 1hr power outage, and sizing of supercacpacitor for transient load demand is presented for a 1-[KVA] UPS.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.30 no.6
• /
• pp.687-693
• /
• 2019

As the hydrogen fuel cell market is expanded starting from hydrogen electric vehicle and power generation field, the demand for fuel cells and hydrogen increases recently. Therefore, research works on fuel cell durability and fuel efficiency are required in order to activate the fuel cell market and commercialization. A dead-ended anode system was used in this study to optimize the fuel cell performance and fuel efficiency. The effect of purge condition according to the applied current and hydrogen supply pressure on the fuel cell performance were evaluated. In addition, the influence of water back diffusion on the different electrolyte membrane thickness was analyzed. The accumulated water was purged with a solenoid valve in the case of 3% voltage decrease in the dead-ended anode system. The experiment was performed with the hydrogen supply pressure of 0.1~0.5 bar and purge duration of 0.1~1 second. A maximum fuel efficiency of 98.9% was achieved under the purge duration of 0.1 s and hydrogen supply pressure of 0.1 bar with a NR 211 (25.4 um) membrane. However, the fuel cell performance decreased in a long-term operation due to some frequent flooding. The fuel efficiency and purge interval increased due to decreased back diffusion rates of the water and nitrogen with a NR 212 (50.8 um) membrane.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.12 no.4
• /
• pp.293-305
• /
• 2001

최근 디젤 대체 연료 및 발전용 연료로서 그 가능성을 인정받고 있는 DME(dimethyl ether, $CH_{3}OCH_{3}$)를 이용하여 수소를 생산하는 방법으로 DME 수증기 개질반응의 기초 실험을 수행하였다. DME 개질 반응의 생성물의 평형 조성 분포를 온도, 압력, 원료의 공급비$(H_{2}O/DME)$를 변수로 하여 열역학적으로 해석하였고, DME, 에탄올, 또는 메탄올 수증기 개질 반응의 생성물의 분포를 비교하여 수소 생산을 위한 공급원료로의 가능성을 검토하였다. 여러 종류의 개질 촉매를 사용하여 DME 개질 반응을 수행해 본 결과, 반응온도 $300^{\circ}C$, 반응압력 1atm, 원료 공급비$(H_{2}O/DME)=3$인 반응조건에서 1.0wt% $Pd/{\gamma}$-alumina가 가장 좋은 활성 및 60% 이상의 수소 선택도를 보여주었으, 또한 원료의 공급비가 증가함에 따라 DME의 전환율 및 주 생성물인 수소의 수율이 현저하게 증가함을 보여주었다.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
• /
• v.41 no.3
• /
• pp.233-239
• /
• 2013

A 100 W fuel cell system using chemical storage method has been applied for a propulsion system of the SUAV(Small Unmanned Aerial Vehicle). A fuel cell and battery have been combined for both the small/light hydrogen generation control system and the hybrid power supply system. A small hydrogen generation device was implemented to utilize NaBH4 aqueous solution and dead-end type PEMFC system, which were evaluated on the ground and by the flight tests. The system pressurized at a 45kpa stably operates and get higher fuel efficiency. The pressure inside of the hydrogen generation control system was maintained at between 45 kPa and 55 kPa. The 100W fuel cell system satisfies the required weight and power consumption rate as well as the propulsion system, and the fuel cell system performance was demonstrated through flight test.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.16 no.4
• /
• pp.51-61
• /
• 1994

기관의 출력성능은 기관으로 공급되는 연료공기의 혼합기량에 따라서 크게 달라진다. 이것은 기관의 출력성능은 기관으로 공급되는 흡기 용량에 따라서 변화하기 때문이다. 고출력을 얻기 위하여는 동일한 조건의 경우 흡기량을 증가시켜 기관 실린더 내에서 많은 연소 열에너지를 생성하는 것이 필요하다. 이러한 관점에서 기관의 체적 효율(volumetric efficiency)을 증가시킬 목적으로 여러가지 흡기 계통의 개서을 도모하고 있으나 흡기 용량을 증가시키는 방법의 하나는 과급기(supercharger)를 이용하는 과급 방식이다. 이와같은 과급방식은 기관의 출력성능의 향상을 가져오지만 기관 내부의 노크(knock), 연소 압력 및 열부하의 증가, 연비 문제등에 관한 여러가지 문제점이 제기되고 있다. 여기서는 과급에 적용되는 과급기의 종류와 과급 성능 특성 등에 대하여 살펴보고 과급기관의 성능에 대하여 다루기로 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2005.11a
• /
• pp.638-641
• /
• 2005

수소는 자원이 무한하고 청결한 에너지이다. 수소는 무공해 청정 대체연료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 풍부한 자원으로부터 얻을 수 있다. 수소에너지는 물을 분해하여 얻거나 화석연료를 수증기개질 또는 부분산화 시킴으로써 얻을 수가 있다. 수소에너지는 1차 에너지를 변환시켜 얻을 수 있는 2차 에너지로서 환경에 대한 부하가 거의 없어 향후 화석연료를 대체할 수 있는 가장 가능성이 높은 에너지이며, 연료전지의 상용화를 앞두고 있어 중요성이 더욱 증대되고 있다. 수소를 생산하는 방법 중 가장 이상적인 방법으로는 물분해함으로써 수소를 제조하는 방법이 있다. 그러나 물분해에 의한 수소생산은 제조비용이 비싸 경제성이 떨어진다는 점과 수소의 대량생산에 필요한 기술확보가 여의치 않아 어렵다. 그러므로 수소를 저 비용으로 대량 생산할 수 있는 수소 제조 기술의 확보가 선행되어야 할 것이다. 현재 상용화되어 있는 수소제조방법은 거의 석유나 천연가스의 수증기 개질에 의한 수소 제조 방법이다. 그러나 이러한 방법은 유해 환경 물질인 CO나 $CO_2$를 배출하는 단점을 지니고 있다. 이러한 단점을 보완키 위한 수소 제조공정의 대안 중 하나는 탄화수소연료의 수소와 탄소로의 직접분해에 의한 수소생산이다. 이 중 원하는 생성물인 수소 외에 부산물이 카본이 동시에 얻을 수 있는 메탄분해에 의한 수소생산방법은 생산된 수소의 약 15%만 연소시킴으로서 필요한 에너지를 공급할 수 있으며, 동시에 지구온난화의 주범인 CO 또는 $CO_2$가 생성되지 않는 장점이 있다. 하지만 메탄을 분해하기 위해서는 매우 높은 에너지가 필요로 하게 된다. 이에 반해 프로판은 메탄보다 낮은 열원에서 분해할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 메탄보다 분해하기 쉬운 프로판을 직접 분해하여 수소를 생산하고자 하였다. 프로판 직접분해반응는 $500\sim750^{\circ}C$의 온도 범위에서 이루어 졌으며, 촉매로서는 국내에서 생산되는 상용촉매인 카본블랙을 이용하였다.

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

• Journal of the Korea Convergence Society
• /
• v.8 no.10
• /
• pp.185-191
• /
• 2017

Recently, for such reasons as its inexpensive price and eco-friendliness, LNG has been under the limelight as an alternative fuel for vessels and is expected to grow rapidly in the industry. However, the technology level of domestic shipbuilders in manufacturing the cryogenic pump designed to supply LNG for vessels is so low that design and manufacturing technology of core parts are in urgent need. Therefore, this study describes the stepwise development procedure of cryogenic submerged centrifugal pump for ship LNG supply system. And it aims to suggest practical and specific development methods of the pump by approaching the characteristics of each step and major development items from the standpoint of engineering and management.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
• /
• 2008.11a
• /
• pp.411-415
• /
• 2008

This paper presents on design factor considered in an altitude test cell facility to determine the best sizing to optimize exhaust diffuser pressure recovery and the exact cooling load required to be supplied under transient operation. Engine simulation was performed to analyse the exhaust gas temperature, exit mass flow rate, specific fuel consumption and exhaust velocity helpful in determining secondary mass air flow and the mixed air temperature entering the ejector. based on this, the amount of cooling load was deduced. It was found that improved pressure recovery reduces operational cost(air supply facility, cooling water).

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.22 no.2
• /
• pp.401-408
• /
• 2021

Supplies of wood chips for fuel tend to increase owing to energy decentralization and new renewable energy policies. This study suggests a technical method that is necessary in order to supply heating energy to rural regions by using wood chips for fuel. Therefore, this study investigates the effects of natural drying methods for eight months by installing a drying facility with natural ventilation capable of loading 10 tons of wood chips, and which derive a natural drying method based on this to meet the quality standards of wood chips for fuel. The study results confirm that it is possible to produce wood chips for high-quality fuel with water content at 20% or less after around 90 days of drying, provided that a drying facility with natural ventilation is equipped with materials that can be procured easily in rural regions. It is also possible to block the proliferation and fermentation of molds that affect the quality of wood chips, provided that intake and exhaust systems adhering to standards are equipped.