• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.97-97
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• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.7 no.2
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• pp.121-128
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• 1996

A direct cooling equipment for hydrogen liquefaction has been developed and tested. A direct cooling equipment consists of a liquefaction vessel, a radiation shield, a cryostat and a GM refrigerator. The cool-down and warm-up characteristics of the liquefaction apparatus have been investigated in detail. It is found that the hydrogen starts to be liquefied in the liquefaction vessel after 45 minutes of cool-down. The cool-down and warm-up tests of helium gas are also performed. The cool-down and warm-up characteristics of helium gas are found to be very different from those of hydrogen gas, since helium is not liquefied under the present operating conditions. When the liquefaction vessel is evacuated, natural convection phenomena of charged gas in liquefaction vessel can be removed. It is seen that the cool-down time of liquefaction vessel is substantially increased in vacuum environment.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.33 no.1
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• pp.67-76
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• 2022

We developed a technology that can measure the hydrogen uptake and diffusivity of rubber materials by using the volumetric analysis method and diffusivity analysis program through the measurement of the water level in the graduated cylinder. In this method, hydrogen gas is charged at a certain pressure for a certain period of time for a rubber material exposed to a high-pressure hydrogen gas environment, and then the pressure is reduced to measure the change in the water level in the graduated cylinder in real time, and based on the measured value, it is a technology that can evaluate hydrogen uptake and diffusivity using diffusivity analysis program. Using this method, the hydrogen uptake and diffusivity of the NBR material were measured with respect to the change in the type and weight ratio of the filler used to improve the physical properties of the rubber material. In addition, uncertainty analysis was performed on the diffusivity measurement method.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.231-234
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• 2005

수소 기반의 에너지 사회는 중소규모 분산 발전과 연료 전지 자동차에서 시작될 거라는 예측이 지배적이다. 가정용 고분자 연료전지 시스템은 상업화에 가장 가까운 소규모 분산 발전 시스템중의 하나이며, 에너지기술연구위원에서는 가정용 고분자 연료전지에 수소를 공급하기 위한 천연가스 수증기 개질시스템의 개발을 진행해 왔다. 효율 향상과 제작의 용이성, 그리고 소형화에 초점을 맞추어 개발된 prototype-I은 $2.0Nm^3/hr$의 순수 수소 생산 용량을 가지고 있으며, 수증기 개질기와 수성가스 전이 반응기 수중기 생성 장치, 그리고 반응열 공급에 필요한 버너 등을 이중 동심원관에 통합한 형태이다. 수중기 개질과 수성가스 전이 반응을 거쳐 나오는 개질 가스의 조성은 $72.3\%\;H_2,\;4.8\%\;CH_4,\;0.7\%\;CO,\;22.2\%\;CO_2$이며, 이때 S/C 비율은 2.5였다. 고분자 연료 전지 공급 시 요구되는 CO 농도가 10ppm 이하이기 때문에, 본 시스템에는 선택적 산화 반응기를 2단으로 설치하여 CO. 농도를 10ppm 이하로 낮추어주었다. 전체 시스템의 열효율은 LHV 기준으로 $68\%$. Prototype-I의 운전을 통해 설계 개선안을 도출하였으며, 이를 적용해 제작한 prototype-II가 시험 운전 중이다,. 통합된 개질 시스템에서는 각 단위 반응기사이의 열교환을 최적화하여 단위 반응들이 적정 온도 범위에서 일어나도록 유도하는 것이 중요하다. Prototype-II는 수증기 개질 반응기와 WGS 반응기, 수증기 생성 장치 사이의 열교환율을 향상시켜 농도를 $2.5\%$로 감소시키면서 CO의 농도는 $1\%$이하로 유지하였다. 이 결과를 바탕으로 얻어진 메탄 전환율은 $87\%$이고, 열효율은 LHV 기준으로 $75\%$이다. 아울러 개선점을 적용한 선택적 산화 반응기를 제작하였다. 개질 가스와 산소의 혼합을 유도하고, 반응기 온도의 제어를 통해 선택적 산화 반응의 속도와 선택성을 향상시키고자 한다. 시스템의 운전을 통해 메탄 전환율과 열효율의 개선을 진행할 예정이다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.24-28
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• 2002

1987년의 몬트리얼 의정서에 의한 CFCs와 HCFCs의 규제에 이어 1999년의 교토의정서에 의한 지구온난화 물질에 대한 규제는 CFCs와 HCFCs의 대체물질로 준비되어온 HFCs의 사용에 제동을 걸게 되었다. 아울러 환경론자들은 냉동공조 업계가 HFCs를 사용하지 말고 탄화수소, 이산 화탄소, 암모니아, 물 및 공기와 같은 보다 환경친 화적인 자연냉매를 사용할 것을 요구하고 있으며, 최근 학계의 자연냉매에 대한 고무적인 연구결과는 자연냉매의 사용에 대한 산업계의 관심을 고조 시키고 있다. 본 고에서는 최근 주목을 받고있는 이 산화탄소를 냉매로 하는 냉방시스템 중의 한 요소인 가스쿨러에 대한 연구개발 현황분석 및 향후 과제에 대하여 살펴보기로 한다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.31 no.7
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• pp.4-9
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• 2002

환경문제에 대한 관심이 높아짐에 따라, 냉동공조 산업에서 다양하게 이용되는 냉매에 대하여도 많운 시각이 집중되고 있다. 특히, 몬트리얼 의정서와 교토의정서에 의한 지구온난화 물질에 대한 규제로 CFCs와 HCFCs 냉매를 사용하지 못하게 펌에 따라 냉동공조업계에서는 열역학적 물성치가 우수하고 환경친화적인 대체냉매의 개발에 관한 연구를 활발히 진행하고 있다. 이러한 문제의 근본적인 해결책은 자연상태로 존재하는 자연냉매를 이용하는 것이디. 이산화탄소, 암모니아, 탄화수소계열, 물, 공기 등이 대표적으로 거론되고 있는 자연냉매이다. 이 중에서 도 이산화탄소는 인체에 무해하며, 독성이 없고, 화 학적으로 안정하며,기존의 냉동기 재료를 그대로 사용할 수 있는 장점이 있다. 또한 열역학적 성질 및 전달물성이 우수하고, 냉통기에 적용할 때 성능이 개선될 가능성이 많다는 점도 매우 고무적이다. 본 고에서는 최근 가장 주목을 받고 있는 이산화탄소를 이용한 냉동사이클의 특성과 성능향상 방안에 대하여 기존 연구결과를 정리하여 설명하고자 한다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.47 no.3
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• pp.265-273
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• 2014

Unconventional resources are natural resources which require greater than industry-standard levels of technology or investment to exploit the commercial development. The key point is that unconventional resources are lower quality fuel sources and are not as economically viable as crude oil and conventional gas. Over the past 100 years, Conventional oil and gas has been satisfied with the energy demands. But developing countries such as China and India, the introduction of the developed countries and the surge of energy due to the depletion of unconventional energy resources will be the limelight. According to be analyzed in the academic literature to unconventional gas and oil(2000~2012) by the program of 'web of science', the research activities 402 papers in unconventional gas and 1,581 papers in unconventional oil.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.33 no.2
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• pp.164-175
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• 2022

In this work, sulfonated poly (ether ether ketone) (SPEEK) composite membranes including strontium zirconate (SrZrO₃) were fabricated by the electrospinning method. Fourier-transform infrared spectroscopic analysis and X-ray diffraction analysis were used to identify the chemical structure and the crystallinity of SrZrO₃ and electrospun composite membranes. The thermal stability of the pure SPEEK and SPEEK/SrZrO₃ electrospun composite membranes were investigated by using thermogravimetric analysis. The physicochemical properties and proton conductivity were enhanced with the addition of different weight ratio of SrZrO₃ nanofiller (2, 4 and 6 wt%) in SPEEK polymer. The optimized SPEEK/SrZrO₃-4 electrospun membrane containing 4 wt% of SrZrO₃ showed a high proton conductivity compared to other electrospun SPEEK/SrZrO₃ composite membranes. The results indicate that electrospun composite membranes incorporating these perovskite nanofillers should be explored as potential candidates for use in proton exchange membrane fuel cells.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.57.2-57.2
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• 2009

퍼클로레이트 이온($ClO_4^-$)는 자연적으로 혹은 인공적으로 만들어지며 퍼클로릭산이나 암모늄 퍼클로레이트나, 포타슘 퍼클로레이트 혹은 소듐퍼클로레이트 염의 형태로 존재하며, 물에 아주 잘 녹고, 끓여도 제거되지 않으며, 활성 탄소와 같은 광물에도 흡착 되지 않는 성질로 인해, 기존 물리적인 정수 방법으로는 제거하기 어렵다. 또한 우리 몸에 흡수되면, 요오드가 갑상선에 흡수되는 작용을 방해하여 갑상선 기능장애를 초래한다. 이러한 퍼클로레이트 이온의 제거방법으로는 이온교환법이나 생물학적 방법 등이 개발되어져 있으나, 제거 시스템에 이동 및 안전한 농도까지 제거 등의 문제점으로 인한 퍼클로레이트 이온을 환원시키는 촉매 환원 반응에 의한 퍼클로레이트 이온 제거 기술 개발이 필요하다. 이런 촉매 환원에 필요한 수소 환원제를 발생시키기 위해서, 본 연구에서는 Carbon felt 위에 DC magnetron sputtering에 의한 thin film $TiO_2$과 regine을 이용한 powder $TiO_2$ 시편을 제작하였다. 이렇게 제작 된 $TiO_2$/Carbon felt의 미세구조 및 특성은 XRD, SEM, UV-vis-NIR 등을 통하여 분석하였다. UV 조사에 의해 $TiO_2$/Carbon felt 시편의 산소와 수소 발생과 DC bias의 걸어주었을 때 산소와 수소 발생 차이 등을 비교하였고, 이에 따른 퍼클로 레이트 이온의 분해 영향을 알아보았다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.30 no.4
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• pp.338-346
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• 2019

During last years, hydrogen refueling infrastructure test and devices research for hydrogen station presented a significant growth consisting of the commercialization of fuel cell electric vehicles (FCEVs). However, we still have many challenges for making commercial hydrogen stations such as increased safety and cost reduction. This study demonstrates the low cost hydrogen storage tank (type 2) and effective winding method for high pressure hydrogen storage. We use numerical analysis to verify stress changes inside the wire according to the winding condition. Also liner size, winding wire size and wire tension were studied for the safety and cost down. Results show that the stress of winding wire decreased with increased winding angle and increased the liner diameter. On the other hand, the stress of winding wire increased according to the increased wire thickness and tension.