• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.56-63
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• 2018

In this study, a $100cm^2$ cell frame for a molten carbonate fuel cell was designed using CFD analysis. Electrochemical reactions, gas flow, and the heat transfer in $100cm^2$ cell frame were modeled using COMSOL Multiphysics. Two design variables such as the height of the cell frame and the length of the gas input area were determined to obtain minimized temperature distribution and uniform gas distribution. With two design parameter such as height of the cell frame and the length of the gas flow channel, the temperature difference in the cell fame was decreased to $5^{\circ}C$ and the gas uniformity in the flow channel were achieved.

• 전기화학회지
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• 제4권3호
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• pp.125-131
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• 2001

용융탄산염 연료전지의 장기 운전시 각 전극별 분극의 변화를 Au, $CO_2/O_2$ 기준전극이 부착된 단위전지를 이용하여 성공적으로 해석하였다. 서로 다른 구성요소로 조합된 네 가지 단위 전지를 운전하며 각 전극의 분극을 해석한 결과, 이미 알려진 바와 같이 공기극의 분극 크기가 연료극의 경우보다 큰 것을 실험적으로 측정할 수 있었다. 고온 부식 방지를 위해 cell frame의 wet seal부분에 Al코팅을 한 전지는 6,000시간까지 성능을 유지하여 부식이 전지 성능 저하에 큰 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 한편, $LiCoO_2$가 코팅된 안정화 공기극은 일반적으로 사용되는 NiO 공기극보다 lithiation에 필요한 시간이 길어 운전 초기에 공기극 분극이 크고 성능이 낮았으나 지속적인 운전으로 공기극이 충분히 lithiation되면서 공기극의 분극이 작아지고 성능도 점차 증가하였다. $Li_2CO_3/Na_2CO_3$ 전해질을 사용한 전지는 운전 중 성능이 하락과 상승을 반복하는 진동현상을 보였는데 이는 연료극보다는 공기극의 영향으로 해석되었다. 대부분의 단위전지들이 급격한 성능 하락을 보였을 경우의 공기극 분극은 급격히 증가하였으며 이로써 용융탄산염 연료전지의 수명 향상을 위해서는 공기극의 개선이 필수적이라는 것을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.82.1-82.1
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• 2010

Recently, Molten carbonate fuel cells(MCFCs) have been developing to get a good durability and economic feasibility for commercialization. To achieve these objectives, the cost of nickel based electrodes should be reduced. Regular anode thickness used in MCFCs is normally 0.7mm. Thus, in our study, the purpose was to reduce anode thickness up to 0.3 mm keeping MCFC performance on standard levels. In-situ sintering has been used, with 2 different fabrication methods (method A and B) and 2 different supports (support 1 and 2). Voltage losses at different temperature (600,620,640,$650^{\circ}C$) and after 1000 hours showed the higher performance that can be obtained using method B and support 2. After single cell test, an open-circuit voltage(OCV) of 1.075 V and a closed-circuit voltage(CCV) of 0.829V were obtained, at current density of $150mV/cm^2$. Also the voltage loss ratio at different cell temperature was lower in the case of method B and support 2. According to these results, the cost of anode fabrication can be reduced in the future, contributing for the economical feasibility of MCFCs.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 1998년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.67-67
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• 1998

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.86.1-86.1
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• 2010

예비개질기(Pre-reformer)는 중대형 내부개질형 용융탄산염 연료전지(MCFC) 시스템에서 다양한 연료를 사용하기 위한 필수적인 화학반응기이다. 예비개질기는 스택 전단에 설치함으로서 스택 내부의 열균형을 유지하고, 다양한 원료를 연료로 이용할 수 있도록 하며, 황화물로부터 후단의 개질촉매 및 전극촉매를 보호하여 주개질 반응의 부담을 감소시켜 MCFC 시스템의 내구성 향상의 중요한 역할을 한다. 본 연구는 예비개질 반응기 설계에 CFD 모델링을 적용하기에 앞서 파일롯 반응기 내 농도/ 온도 구배를 측정하고자 하는 목적으로 수행되었다. 반응가스로는 천연가스 내 고차탄화수소(C2 이상) 중 상대적으로 높은 농도를 가진 에탄을 이용하였고, MCFC용 예비개질기의 운전특성을 고려하여 비교적 낮은 온도와 높은 수증기/탄소 비에서 단열반응기로 실험을 진행하였다. 향후 본 실험결과를 이용하여 CFD 모델링에 대한 검증을 수행할 예정이며, 하수처리장부생가스(ADG)/ 매립지 가스(LFG)용 MCFC 시스템을 위한 예비개질기 설계에도 적용을 하고자 한다.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2001년도 유체기계 연구개발 발표회 논문집
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• pp.367-372
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• 2001

A fuel cell is an electrochemical energy conversion device tint converts hydrogen and oxygen into electricity and heat for hot water and heating room A fuel cell provides a DC voltage tint can be used to power motors, lights or any number if electrical appliances. There are several different types if fuel cells, each using a different chemistry. Some types if fuel cells show promise for use in DC (distributed generation) because fuel cell is very clean and efficient energy device. CETI (Clean Energy Technologies, Inc.) is developing PEMFC and DMFC for residential power generation, portable and battery. It is anticipated tint RPG is advantageous over current power generation by utility In terms if economics assuming the lifetime of major components is at least five years.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권6호
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• pp.479-484
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• 2009

The effect of anode gas channel height on gas diffusion and cell performance in a 100 $cm^2$ class molten carbonate single cell is investigated. Single cell separators with three different channel height are used. The effect of the gas channel height on the distribution of the reactive gas concentration is evaluated by the two-dimensional concentration diffusion equation. The overpotential caused by concentration drop with different channel height is estimated by the voltage decay related to diffusion of reactants, well known as concentration polarization, using limiting current density. The estimation could have the possibility to identify the reactant mass transfer polarization in the complicate factors of the overall electrodes.

• 에너지공학
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• 제2권3호
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• pp.293-299
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• 1993

용융탄산염연료전지(MCFC)용 다공성 Ni 양극에 3~10 wt% Al를 첨가하여 tape casting 법으로 제조된 Ni-Al 양극의 전기화학적성능 및 구조적안정성이 조사되었다. 본 연구에서 제조된 양극의 전기화학적 성능이 $650^{\circ}C$, MCFC 양극분위기(80% H$_2$＋20% $CO_2$)를 모사한 half-cell 에서 양분극 특성으로 평가되었는데, 전류밀도 150 ㎃/$\textrm{cm}^2$ 에서의 분극전압은 약 100 ㎷로 실용전지의 양극으로서 가능성을 보였다. Ni-Al 양극의 소결과 creep에 대한 저항성은 Ni 양극에 비해 증가되었는데, 이는 Ni 입자 표면에 형성된 $Al_2$O$_3$의 영향으로 판단되었다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2011년도 전력전자학술대회
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• pp.74-75
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• 2011

EBOP(Electrical Balance of Plant)는 연료전지 출력인 DC 전원을 전력변환기술을 이용하여 계통 전원에 연계하는 계통 연계 인버터 시스템이다. 포스코파워에서 개발한 3MW급 EBOP 시스템은 국제 규격(IEEE std.1547, UL1741)에 의한 성능 검증 시험을 거치고 국내 2개 현장에 5기를 적용하여 운전 중이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제27권10호
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• pp.1361-1369
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• 2003

Design performance of hybrid power generation systems, comprised of a gas turbine and an atmospheric pressure molten carbonate fuel cell, has been analyzed. Two different configurations were analyzed and performances were compared. A reference calculation was performed for the design condition of a system under development and simulated results agreed well with the published data. Performances were analyzed in terms of main design parameters including turbine inlet temperature, operating temperature of the fuel cell and pressure ratio. Also examined were the effects of fuel utilization factor and heat exchanger effectiveness. It was found that the relationship between the turbine inlet temperature and the fuel cell temperature should be critically examined to evaluate achievable design performance. Considering current state of the art technologies, a system with the combustor located before the turbine could achieve higher efficiency and specific power than the other system with the combustor located after the turbine.