• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.4
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• pp.406-413
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• 2011

Recently the fuel cell has been spotlighted as a technology to reduce greenhouse gases emission from a ship. In this research, internal reforming 500kW solid oxide fuel cell stacks fueled by methane for a ship were developed. Characteristics of power and efficiency depending on the number of cells in the stack, hydrogen conversion ratio, and active area of the cell are evaluated. Also the effects of air and methane supplying conditions on performance are analyzed. As a result, as the number of cells, hydrogen conversion ratio, active area of the cell, or supplied air flow rate increase, the stack power and efficiency increase. When the methane flow rate increases, the power increases. However the efficiency decreases. In addition, the case at the current of 976.4 A, voltage of 529.1 V, with corresponding power of 516.6 kW shows that the efficiency of fuel cell stack is 42.91%.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.07a
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• pp.247-248
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• 2011

1kW급 건물용 연료전지 시스템에서 사용되는 전력변환장치는 3가지 특징을 가지고 있다. 첫번째는 상대적으로 낮은 전압을 승압해서 사용해야 된다는 점, 두번째는 입력 스위칭 전류 리플율이 5% 미만이라야 한다는 점 그리고 마지막으로 계통연계 기능이 있어야 한다는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서 이러한 특징과 더불어 15V 입력으로 개발중인 전력변환장치의 동작 전영역의 효율 특성을 분석한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.401-402
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• 2010

1kW급 건물용 연료전지 시스템에서 사용되는 전력변환장치는 3가지 특징을 가지고 있다. 첫번째는 상대적으로 낮은 전압을 승압해서 사용해야된다는 점, 두번째는 입력 스위칭 전류 리플율이 5% 미만이라야 한다는 점 그리고 마지막으로 계통연계 기능이 있어야 한다는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서 이러한 특징과 더불어 개발중인 전력변환장치의 동작 전영역의 효율 특성에 대해 분석한다.

• 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.

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
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• v.11 no.1
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• pp.31-43
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• 1989

The paper shows a solution by giving vegetable oil a chemical treatment, i.e., transesterification of the rapeseed oil without any modification of the diesel engine for reducing carbon deposits, and to evaluate rate of combustion with vegetable oils, their esterified fuel and their blend fuels using a double Wiebe's function approximation in a naturally aspired D.I. diesel engine. Since any oil will be as material for ester, if it is fatty acid, the sardine oil was considered. In the experiment, engine performance, exhaust gas emissions, and combustion characteristics were measured and calculated for a number of fuels: rapeseed oil, palm oil, ester of rapeseed oil, and these fuels blended with ethanol or diesel fuel.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.301-301
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• 2012

지구 온난화와 화석 연료의 고갈이 심각해지면서 청정 에너지원으로서 신재생에너지에 대한 관심이 더욱 고조되고 있다. 신재생에너지 분야의 핵심기술의 하나인 태양전지의 여러 응용분야 중에서 건물 일체형 태양전지의 발전 가능성이 특히 높게 평가되고 있다. Si 계 박막 태양전지 내에 금속 산화물 계 선택적 투과막을 적용하면 선택적으로 적외선영역을 광흡수층으로 반사시키므로 건물 일체형 태양전지에 적용이 가능한 높은 변환효율의 투명 태양전지를 제조할 수 있다. 최근 연구 결과에 의하면 AlTiO 선택적 투과막의 투과율은 표면 평탄도에 의존하며, 타겟에 인가되는 전력을 감소시킴으로써 reactive co-sputtering 시 발생하는 아크 방전을 억제하면 AlTiO 박막의 평탄도가 개선된다는 사실이 알려져 있다. 본 연구에서는 AlTi single 타겟을 이용하여 AlTiO 박막을 형성함으로써 박막 표면을 더욱 개선시켜 가시광선 영역의 투과율을 향상시킨 결과를 보고한다.

• Membrane Journal
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• v.33 no.6
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• pp.325-343
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• 2023

Direct methanol fuel cells (DMFCs) have been attracting attention as energy conversion devices that can directly supply methanol liquid fuel without a fuel reforming process. The commercial polymer electrolyte membranes (PEMs) currently applied to DMFC are perfluorosulfonic acid ionomer-based PEMs, which exhibit high proton conductivity and physicochemical stability during the operation. However, problems such as high methanol permeability and environmental pollutants generated during decomposition require the development of PEMs for DMFCs using novel ionomers. Recently, studies have been reported to develop PEMs using hydrocarbon-based ionomers that exhibit low fuel permeability and high physicochemical stability. This review introduces the following studies on hydrocarbon-based PEMs for DMFC applications: 1) synthesis of grafting copolymers that exhibit distinct hydrophilic/hydrophobic phase-separated structure to improve both proton conductivity and methanol selectivity, 2) introduction of cross-linked structure during PEM fabrication to reduce the methanol permeability and improve dimensional stability, and 3) incorporation of organic/inorganic composites or reinforcing substrates to develop reinforced composite membranes showing improved PEM performances and durability.

• Journal of Energy Engineering
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• v.24 no.4
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• pp.140-145
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• 2015

This study was aimed at analyzing NOx conversion characteristics in the HC-SCR with biodiesel content changes of the secondary fuel injection (BD0, BD10, BD25). Test conditions for temperature were set to $290^{\circ}C$, $320^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$ considering the upstream temperature of a HC-SCR, distillation of the secondary injected fuels and etc. The amount of fuel injection was adjusted with a fixed space velocity of 55,000(1/h). According to the test results of distillation, the T90 was the same level about $350^{\circ}C$ on all test fuels and the amount of evaporation was reduced at lower than $350^{\circ}C$ temperature condition with increasing biodiesel content. As biodiesel content which is mixed with the secondary injected fuel is increased, NOx reduction efficiency was determined to decrease. The difference of the Nox reduction ratio in a high temperature condition($320^{\circ}C$ and $350^{\circ}C$) than the low temperature($290^{\circ}C$) was more significant. These results are thought to be poor evaporation properties (distillation) and high molecular weight of the biodiesel.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.13 no.3
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• pp.33-42
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• 2009

A numerical analysis of reactive flow in a liftoff flame is accomplished to elucidate the characteristics of liftoff flame. To verify reliance of numerical calculation, the liftoff heights of liftoff flame for various fuel exit velocities are compared between the existing experimental research results and the present calculation results. The flame propagation velocity is conducted at the flow redirection point which is on a stoichiometric line ahead of flame front. This point was selected constant distance from triple point regardless of fuel exit velocity at the previous research. This causes considerable errors for the flame propagation velocity and scalar dissipation rate. The main issue of the present research is to establish the resonable method to select the redirection point and so that to clarify the relationship between flame propagation velocity and scalar dissipation rate, which is the core properties in a triple flame stability.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.6 no.2
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• pp.53-63
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• 1995

A 100kW class stack consisting of 10 molten carbonate fuel cells has been fabricated. Internally manifold stack has been tested for endurance. Each cell in the stack had an electrode area of $100cm^2$ and reactant gases were distributed in each cells in a cross-flow configuration. Initial and long term operation performance of the stack was investgated as a function of gas utilization using a specially designed small scale stack test facility. It was possible to have a stack with an output of more than 100W using an anode gas of 72% $H_2/18%$ $CO_2/10%H_2O$ and cathode gas of 33% $O_2/67%$ $CO_2$ and 70% Air 30% $CO_2$. The output and voltage of the stack at a current 15A($150mA/cm^2$) and gas utilization of 0.4 showed 125.8W and 8.39V respectively by elapsed time of 310 hours operation. In long term operation characteristics, the voltage drop of 52.4mV/1000hour was observed after more than 1,840 hours operation. Among the voltage drop, the OCV loss was highest than other voltage loss such as internal resistance and electrode polarization. Non uniformity of 2voltages and degradation of cell voltage in the stack was observed in according to changing the utilization rate after a long term operation. Further work for increasing the performance prolonging the life of the stack are required.