• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• no.12 s.21
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• pp.45-52
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• 1970

근래에 들어와서 미국의 전력사업은 연료수급의 차질과 더불어 $\ulcorner$오염방지법$\lrcorner$에 의한 사용연료의 제약 등으로 인하여 곤란한 문제가 충첩됨으로써 중대한 연료위기에 직면하게 되었다. 석탄과 가스의 공급부족은 심각의 도를 더하여 석탄의 저장량은 정상시의 반정도에 불과하며, 가스의 점진적인 공급부족은 어떠한 위기적사태를 야기시킬지도 모르게 되었다. 이러한 사태에 직면하게된 미국전력사업의 최근 동향을 살펴본다.

• 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 ELECTRICAL WORLD
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• no.12 s.6
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• pp.2-14
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• 1966

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.11a
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• pp.16-18
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• 2019

본 논문에서는 연료 전지 전기 자동차에 맞는 새로운 전력 변환 시스템을 제안한다. 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 배터리와 같이 구성하여 에너지 저장 불가능, 느린 응답 속도, 낮은 전력 밀도와 같은 연료 전지의 단점을 해결할 수 있다. 하지만 기존의 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 두 개의 DC/DC 컨버터를 사용하여 연료 전지와 배터리를 함께 구성함으로써 두 개의 인덕터 개수로 인해 비용이 증가하고 전력 밀도가 낮다는 단점이 있다. 제안하는 전력 변환 시스템은 한 개의 인덕터, 추가적인 스위치와 다이오드를 사용하여 연료 전지와 배터리를 하나의 컨버터로 구성한다. 따라서 기존에 비해 인덕터 개수가 감소함으로써 경제적이고 높은 전력 밀도 달성할 수 있으며, 스위치의 on/off 동작에 따라 승, 강압 동작이 가능하기 때문에 더 많은 연료전지와 배터리의 전압 조건 상황에서 동작할 수 있다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2019.07a
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• pp.65-67
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• 2019

본 논문에서는 연료 전지 전기 자동차에 맞는 새로운 전력 변환 시스템을 제안한다. 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 배터리와 같이 구성하여 에너지 저장 불가능, 느린 응답 속도, 낮은 전력 밀도와 같은 연료 전지의 단점을 해결할 수 있다. 하지만 기존의 연료 전지 전기 자동차의 전력 변환 시스템은 두 개의 DC/DC 컨버터를 사용하여 연료 전지와 배터리를 함께 구성함으로써 두 개의 인덕터 개수로 인해 비용이 증가하고 전력 밀도가 낮다는 단점이 있다. 제안하는 전력 변환 시스템은 한 개의 인덕터, 추가적인 스위치와 다이오드를 사용하여 연료 전지와 배터리를 하나의 컨버터로 구성한다. 따라서 기존에 비해 인덕터 개수가 감소함으로써 경제적이고 높은 전력 밀도 달성할 수 있으며, 스위치의 on/off 동작에 따라 승, 강압 동작이 가능하기 때문에 더 많은 연료전지와 배터리의 전압조건 상황에서 동작할 수 있다.

• 전기의세계
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• v.26 no.3
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• pp.13-16
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• 1977

본고에서는 다음의 내용을 다루었다. 1. 연료전지의 전극촉매 2. 연료전지에 관한 미국의 Target program 3. 연교전지에 의한 발전장치

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.241-241
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• 2003

고체산화물 연료전지(Solid oxide fuel cell : SOFC)는 연료기체가 소유하고 있는 화학에너지를 전기화학반응에 의해 직접 전기에너지로 변화시키는 에너지 변환 장치이다. 고체산화물 연료전지의 특성은 인산형, 용융탄산염형 및 고분자연료전지 둥 다른 연료전지에 비해 효율이 높고 공해가 적으며, 연료개질기가 필요 없고 복합발전이 가능하다. 그러나 작동온도가 고온(100$0^{\circ}C$)이어서 연결재 및 전지의 구성요소가 고가이고 전류집전 및 밀봉 둥 문제점을 가지고 있다. 전극 지지체식 연료전지의 개발은 얇고 치밀한 전해질 제조를 가능하게 하여 낮은 저항을 가지기 때문에 저온에서 작동을 용이하게 하여 고온작동시의 문제점을 해결하기 위한 방안으로 박막제조공정에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 또한 전지성능을 향상시키기 위해 전기화학적 반응면적과 가스 확산층을 넓게 하기 위한 기공률이 높고 전기전도도가 우수한 지지체 제작에도 많이 연구가 이루어지고 있다.

• 전기의세계
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• v.28 no.10
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• pp.3-8
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• 1979

정확하게 예측할 수는 없지만 현상태대로 나간다면 적어도 20년 후에는 석유생산의 피이크를 맞이하고 30년후에는 고갈될 것이라고 내다보는 전문가가 많다. 그렇다면 우리는 하루라도 빨리 석유를 대신할 수 있는 신에너지원을 찾아야만 할 것이다. 우리가 사용하고 있는 에너지는 크게 나누어 전기와 연료의 두가지로 된다. 전기에 대해서는 새삼스럽게 이야기 할것 없고 연료라는 에너지는 자동차를 달리게 하고 공장을 움직이고 빌딩의 온방에 쓰이는 등 이것역시 문명사회에 불가결한 것이다. 이중 문제가 되고 있는 것이 석유에 의한 발전 곧 확력발전부문의 전망디다. 한편 연료에 대해서는 종래 주종을 이루어왔던 석유를 대신해서 석탄의 액화, 가스화 물의 분해에 의해서 만들어지는 수소연료 등이 생각되고 있는데 과연 고갈된지 않는 새로운 에너지로서는 어떤 것이 있는가 또 현재 이들이 어느정도 개발되고 있는가를 알기쉽게 2-3회로 간추려서 소개해 보기로 한다.

• 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.

• 전기의세계
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• v.28 no.9
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• pp.30-34
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• 1979

정확하게 예측할 수는 없지만 현상태대로 나간다면 적어도 20년 후에는 석유생산의 피이크를 맞이하고 30년후에는 고갈될 것이라고 내다보는 전문가가 많다. 그렇다면 우리는 하루라도 빨리 석유를 대신할 수 있는 신에너지원을 찾아야만 할 것이다. 우리가 사용하고 있는 에너지는 크게 나누어 전기와 연료의 두가지로 된다. 전기에 대해서는 새삼스럽게 이야기 할것 없고 연료라는 에너지는 자동차를 달리게 하고 공장을 움직이고 빌딩의 온방에 쓰이는 등 이것역시 문명사회에 불가결한 것이다. 이중 문제가 되고 있는 것이 석유에 의한 발전 곧 확력발전부문의 전망디다. 한편 연료에 대해서는 종래 주종을 이루어왔던 석유를 대신해서 석탄의 액화, 가스화 물의 분해에 의해서 만들어지는 수소연료 등이 생각되고 있는데 과연 고갈된지 않는 새로운 에너지로서는 어떤 것이 있는가 또 현재 이들이 어느정도 개발되고 있는가를 알기쉽게 2-3회로 간추려서 소개해 보기로 한다.