• Title/Summary/Keyword: 재생형연료전지

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Study on Performance and Durability of the Proton Exchange Membrane Fuel Cell with Different Micro Porous Layer Penetration Thickness (미세다공층의 침투깊이가 다른 기체확산층이 고분자전해질 연료전지의 성능과 내구성에 미치는 영향에 관한 연구)

  • Cho, Junhyun;Park, Jaeman;Oh, Hwanyeong;Min, Kyoungdoug;Jyoung, Jy-Young;Lee, Eunsook
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2011.11a
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    • pp.81.2-81.2
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    • 2011
  • The gas diffusion layer (GDL) consists of two main parts, the GDL backing layer, called as a substrate and the micro porous layer (MPL) coated on the GDBL. In this process, carbon particles of MPL penetrates to the GDBL consequently forms MPL penetration part. In this study, the micro porous layer (MPL) penetration thickness is determined as a design parameter of the GDL which affect pore size distribution profile through the GDL inducing different mass transfer characteristics. The pore size distribution and water permeability characteristics of the GDL are investigated and the cell performance is evaluated under fully/low humidification conditions. Transient response and voltage instability are also studied. In addition, to determine the effects of MPL penetration on the degradation, the carbon corrosion stress test is conducted. The GDL that have deep MPL penetration thickness shows better performance in high current density region because of enhanced water management, however, loss of penetrated MPL parts is shown after aging and it induces worse water management characteristics.

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Current Progress of Development of $30Nm^3/hr$ Scale Hydrogen Refueling Station with Natural Gas Reformer (천연가스 개질형 $30Nm^3/hr$급 수소스테이션 연구개발 현황)

  • Lee, Young-Chul;Cho, Young-Ah;Park, Dall-Young;Choi, Chung-Hwan;Kim, Jae-Dong;Song, Taek-Yong;Cho, Byoung-Hak;Kim, Dong-Hyeok;Lee, Jung-Sung;Oh, Young-Sam;Hong, Sung-Ho
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.06a
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    • pp.25-28
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    • 2006
  • 수소는 청정에너지로서 미래에너지의 대안으로 여겨지고 있기 때문에 수소에너지 관련 기술은 미래 국가 경쟁력을 좌우할 것으로 예상되며 이러한 수소에너지의 핵심인 수소스테이션 관련 기술은 국가연료전지 시장을 비롯한 수소자동차 사업 전반에 커다란 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 전 세계적으로 수소에너지를 차세대 에너지원으로 개발하기 위하여 전력을 다하고 있으며, 수소연료전지자동차 개발과 아울러 수소스테이션 개발에 대한 인프라 구축 및 실증연구가 본격적으로 이루어지고 있다. 국내에서도 가스공사를 비롯한 에너지 관련 기업에서 수소스테이션 건설이 추진되고 있으며, 본 연구에서도 수소인프라 구축의 일환으로 추진되고 있는 수소스테이션 개발 현황에 대하여 논의하고자 한다.

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A Study on Performance Evaluation and Development of 1kW Linear Generation System using Hydrogen Fueled Power (수소연소 동력시스템용 1kW급 리니어 발전기 개발 및 성능평가에 관한 연구)

  • Noh, Tae-Seok;Kong, Min-Seok;Lim, Hee-Su;Oh, Si-Doek
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2007.06a
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    • pp.28-32
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    • 2007
  • 최근 대두되고 있는 에너지 문제와 더불어 대체에너지 개발 및 에너지의 이용효율을 높이려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 수소에너지는 비 탄소계 연료로서 그 중요성에 대한 인식이 높아지고 있으며, 다양한 분야에서 수소에너지를 이용하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 수소는 재순환이 가능하고, 환경에 미치는 영향이 적기 때문에 미래형 에너지원으로 각광을 받고 있다. 수소이용 기술 중 연료 전지는 에너지 변환효율이 높고 유해 배출물이 생성되지 않아 차세대 발전시스템으로 유망하지만 비용과 기술적 제약으로 단기간에 상용화하기에는 어려움이 있다. 따라서 저비용, 고효율의 수소에너지를 이용 할 수 있는 시스템 개발이 요구되고 있다. 리니어동력/발전시스템은 저비용으로 제작이 가능하고 기존 기술의 인프라를 활용할 수 있는 장정과, 크랭크 기구가 없기 때문에 얻어지는 변환손실, 열손실을 최소화 할 수 있는 효율의 장점 때문에 고효율의 수소 이용 기관으로 평가되고 있다. 본 연구에서는 수소이용 통력시스템의 직선운동을 전기적인 에너지로 변환 할 수 있는 고효율의 리니어 발전시스템 개발을 위해 Prototype의 평판형 및 원통형의 리니어발전기를 제작했고 각각의 성능에 대한 평가와 엔진과 발전기의 연계운전 결과를 비교하여 시스템 전체에 대한 성능예측을 했으며 연계운전을 통해 출력된 발전기의 출력파형을 PCS로 변환하여 정현파의 AC 출력을 얻었다.

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The Contribution for Industry of Renewable Energy Human Resource Development Programs using Supply-Side Input-Output Model (인력공급지장의 측면으로 본 신재생에너지 인력양성의 산업기여도 분석)

  • Lee, You-Ah;Kim, Jin-Soo;Heo, Eun-Nyeong
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.264-269
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    • 2009
  • 신재생에너지기술 개발인력 확보는 국가의 지속적인 성장을 가능하게 하는 주요 요인이다. 본 연구에서는 신재생에너지인력양성이 원활하게 공급되지 않았을 경우 발생할 수 있는 인력공급지장효과를 분석하기 위하여 산업연관분석의 공급유도모형을 유도하고 2006년 신재생에너지 인력양성사업 배출인원을 기준으로 실증분석을 실시하였다. 또한 공급유도형의 감응도 계수와 영향력계수 분석을 통해 신재생에너지 관련 사업과 타 산업간의 전후방연쇄효과를 비교분석하였다. 연구 수행 결과 신재생에너지 관련 산업의 평균 영향력 계수는 1.37, 평균 감응도 계수는 0.96으로 최종 수요적 제조업의 성격을 띠고 있는 것으로 나타났다. 또한, 2006년 신재생에너지 인력양성사업에 의해 배출된 336명의 인력이 공급되지 않았을 경우 공급지장비용은 총 230억이며, 8개 신재생에너지원 중 태양열과 연료전지에 인력 공급지장비용이 타 에너지원에 비해 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. 산업분류 기준으로는 일반목적용 기계산업과 전기기계 장치 산업이 신재생 에너지 인력공급 장애에 따른 지장비용이 높은 것으로 분석되었다.

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Analyzing the Industrial Contribution of Human Resource Development Programs in Renewable Energy Sector using Supply-side Input-Output Model (인력공급지장의 측면으로 본 신재생에너지 인력양성의 산업기여도 분석)

  • Lee, You-Ah;Kim, Jin-Soo;Heo, Eun-Nyeong
    • New & Renewable Energy
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    • v.5 no.4
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    • pp.68-73
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    • 2009
  • 국가 에너지 안보 확보와 친환경적이고 지속적인 '저탄소 녹색성장'의 기반을 마련한다는 측면에서 신재생에너지 분야의 인력양성은 시급하고도 중요한 당면 과제이다. 본 연구에서는 신재생에너지인력양성이 원활하게 공급되지 않았을 경우 발생할 수 있는 인력공급지장효과를 분석하기 위하여 산업연관분석의 공급유도모형을 유도하고 2006년 신재생에너지 인력양성사업 배출인원을 기준으로 실증분석을 실시하였다. 또한 공급유도형의 감응도 계수와 영향력계수 분석을 통해 신재생에너지 관련 사업과 타 산업 간의 전후방연쇄효과를 비교분석하였다. 연구 수행 결과 신재생에너지 관련 산업의 평균 영향력계수는 1.37, 평균 감응도 계수는 0.96으로 최종 수요적 제조업의 성격을 띠고 있는 것으로 나타났다. 또한, 2006년 신재생에너지 인력양성사업에 의해 배출된 336명의 인력이 공급되지 않았을 경우 공급지장비용은 총 230억이며, 8개 신재생에너지원 중 태양열과 연료전지에 인력 공급지장비용이 타 에너지원에 비해 상대적으로 높은 것으로 분석되었다. 산업분류 기준으로는 일반목적용 기계 산업과 전기기계 장치 산업이 신재생 에너지 인력공급 장애에 따른 지장비용이 높은 것으로 분석되었다.

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The development of High efficiency fuel processor for technical independence 5kW class fuel cell system (기술자립형 5kW 연료전지 시스템 구축을 위한 고효율 연료변환기 개발)

  • Lee, Soojae;Choi, Daehyun;Jun, Heekwon
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.123.2-123.2
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    • 2010
  • Fuel Cell cogeneration system is a promising technology for generating electricity and heat with high efficiency of low pollutant emission. We have been developed 5kW class fuel cell cogeneration system for commercial and residential application. The fuel processor is a crucial part of producing hydrogen from the fossil fuels such as LNG and LPG. The 5kW class high efficiency fuel processor consists of steam reformer, CO shift converter, CO preferential oxidation(PrOx) reactor, burner and heat exchanger. The one-stage CO shift converter process using a metal oxide catalyst was adopted. The efficiency of 5 kW class fuel processor shows 75% based on LHV. In addition, for the purpose of continuous operation with load fluctuations in the commercial system for residential use, load change of fuel processor was tested. Efficiency of 30%, 50%, 70% and 100% load shows 75%, 75%, 73% and 72%(LHV), respectively. Also, during the load change conditions, the product gas composition was stable and the outlet CO concentration was below 5 ppm. The Fuel processor operation was carried out in residential fuel cell cogeneration system with fuel cell stack under dynamic conditions. The 5kW class fuel processor have been evaluated for long-term durability and reliability test including with improvement in optimal operation logic.

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The development of fuel processor for compact fuel cell cogeneration system (소형 열병합 연료전지 연계형 연료처리시스템 개발)

  • Cha, Jung-Eun;Jun, Hee-Kwon;Park, Jung-Joo;Ko, Youn-Taek;Hwang, Jung-Tae;Chang, Won-Chol;Kim, Jin-Young;Kim, Tae-Won;Kim, In-Ki;Jeong, Young-Sik;Kal, Han-Joo;Yung, Wang-Rai;Jung, Woon-Ho
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.06a
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    • pp.323-327
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    • 2009
  • To extract hydrogen for stack, fuels such as LPG and LNG were reformed in the fuel processor, which is comprised of desulfurizer, reformer, shift converter, CO remover and steam generator. All elements of fuel processor are integrated in a single package. Highly active catalysts (desulfurizing adsorbent, reforming catalyst, CO shift catalyst, CO removal catalyst) and the various burners were developed and evaluated in this study. The performance of the developed catalysts and the commercial ones was similar. 1 kW, 5 kW class fuel processor systems using the developed catalyst and burner showed efficiency of 75 %(LHV, for LNG). The start-up time of the 1 kW class fuel processor was less than 50 minutes and its volume including insulation was about 30 l. The start-up time of 3 kW and 5 kW class fuel processors with the volume of 90 l and 150 l, respectively, was about 60 minutes. In the case of LPG fuel, efficiency, volume and start-up time of 1kW class fuel processor showed 73 %(LHV), < 60 l and < 60 min, respectively. Advanced fuel processor showed more highly efficiency and shorter start-up time due to the improvement of heat exchanger and operating method. 1 kW and 3 kW class fuel processors have been evaluated for reliability and durability including with on/off test of developed catalysts and burner.

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Planar fuel cell design integrated with methanol reformer by using a high temperature membrane (고온형 멤브레인을 사용한 메탄올 개질 연료전지의 개질기 일체형 평판 설계)

  • Kim, Sung-Han;Jang, Jae-Hyuk;Gil, Jae-Hyoung;Lee, Hong-Ryul;Cha, Hye-Yeon;Ku, Bo-Sung;Jung, Chang-Ryul;Kundu, Arunaha;Miesse, Craig;Oh, Yong-Soo
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2006.11a
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    • pp.467-470
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    • 2006
  • For a mobile application such as cellular phone, micro fuel cells should be extremely compact and thin. RHFC can be an alternative solution because RHFC gives higher power density than DMFC and does not need ahydrogen storage vessel In this paper, RHFC using methanol fuel is made as a novel planar design without a PROX. Both reformer and cell are made closely in a same plate to share the heater of reformer with the cell. The PBI membrane is used in the cell. The reason is that high temperature of reformer can cause a performance drop when perfluorosulfonic acid membrane such as Nafion is used such a high temperature operation also guarantees the higher CO tolerance to MEA catalyst. The cell is designed as an air-breathing type which the cathode of the cell is opened to the air. The commercial Cu/ZnO/Al2O3 steam reformer catalyst is packed in reformer channel. The active area of MEA is $11.9cm^2$ and the peak power density was $27.5mW/cm^2$.

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Enhanced Phase Angle Detect Method for Grid Connected Distributed Power System (연계형 분산전원용 개선된 위상각 검출 방법)

  • Heo, Min-Ho;Lee, Ho;Park, Sung-Jun;Kim, Kwang-Heon;Song, Sung-Geun
    • Proceedings of the KIEE Conference
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    • 2009.07a
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    • pp.913_914
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    • 2009
  • 태양광, 풍력, 연료전지 등 신재생에너지가 분산전원으로 계통에 연계될 경우 정확한 위상각 검출과 함께 전압 및 주파수 변화에 따른 빠른 응답성이 요구된다. 본 논문에서는 개선된 Gauss-Seidal Relaxation 방식을 사용하여 수ms 이내에 정확한 위상각을 검출하는 알고리즘을 제안하고 시뮬레이션을 통해 타당성을 검증하였다.

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