• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.91.2-91.2
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• 2010

SOFC는 높은 반응온도($600{\sim}1000^{\circ}C$)에서 작동되어 발전효율이 높고 다양한 연료를 사용할 수 있는 것이 장점이다. 하지만 고온에서의 운전은 구성요소의 열변형과 온도구배에 의한 전극촉매의 열화 그리고 밀봉재의 수명에 영향을 주어 결국 스택의 내구성을 감소시킨다. 특히 스택의 온도구배가 심화되면 국부적인 Hot spot를 형성하여 셀에 심각한 손상을 주게 된다. 본 과제에서는 SOFC 스택의 온도구배를 완화시키기 위한 내부개질기의 개발 및 고온용 분리판 소재의 정밀성형기술을 확보하고자 한다. 열/유동해석을 통하여 반응가스의 농도, 유속, 구조변경 등 내부개질기 온도구배에 대한 주요인자를 확인하였고, 장기 운전평가를 통하여 개질 촉매의 고온 활성 및 내구성에 대한 성능평가를 진행 중이다. 분리판의 경우, 고온용 소재(페라이트계 스테인레스)에 대한 기초실험을 실시하여 성형품질의 주요 인자를 파악하였으며 Proto-type 금형 설계 및 개발을 통하여 성형 기초기술을 확보하였다. 그리고 스택 내부온도를 구현할 수 있는 시뮬레이터를 설계 중에 있으며 이를 이용하여 개발된 내부개질기 및 분리판을 스택 운전환경에서 평가할 예정이다.

• 자원리싸이클링
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• 제3권1호
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• pp.32-37
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• 1994

폐전지로부터 중금속 및 유가금속을 효과적으로 분리, 회수하기 위한 물리적, 화학적 처리기술을 개발함으로써 환경오염문제를 극소화하고 폐자원을 재활용하여 자원의 지속적인 확보와 공급에 기여하고자 이에 대한 기초연구로서 폐수은 전지의 수은제거를 위한 증류실험을 행하였다. 감압 증류실험시 폐전지내 수은은 노 내부온도 $150^{\circ}C$에서 증발되기 시작하여 이를 폐전지로부터 분리, 회수할 수 있었으며 $400^{\circ}C$ 이상에서는 유기물으 열분해가 진행되어 전지내 개스킷 등이 제거되었다. 폐전지의 증류시 내부압력, 반응온도 및 반응시간 등을 변화시키면서 그 영향을 조사하였으며 내부압력 20torr, $250^{\circ}C$에서 8시간 이상 증류실험한 결과 용출액의 수은 함량이 5ppb이하로 환경기준을 만족시켰고, 폐전지내 수은의 99.9%를 회수 할 수 있었다. 또한 전지의 사전 폐쇄없이 온도 증가속도를 $15^{\circ}C$/mm 이상으로, 가열하는 경우 내부 압력의 급격한 증가로 인하여 전지의 파열이 발생하였다.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.1-7
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• 2011

전기자동차(Electric Vehicle, EV)와 하이브리드 전기자동차(Hybrid Electric Vehicle, HEV)의 성능과 수명주기 비용은 배터리 팩에 좌우된다. 팩 내부의 비정상적인 온도분포는 전지간의 전기적인 불균형을 가져오고 팩의 성능을 떨어뜨리기 때문에 팩 내부의 온도 균일성은 EV와 HEV용 전지 팩의 최적 성능을 위한 중요한 요소이다. 본 연구에서는 EV와 HEV용 리튬이온전지 팩의 열적 거동을 예측하기 위해 삼차원 전산 모사를 하였다. 전지 팩의 열전도도는 각종 구성요소의 열전도 저항이 직렬과 병렬로 연결되어 있는 것으로 간주하였다. 셀에서의 열 발생량은 전지내부의 전기화학적 반응에 의한 반응열과 전류의 흐름과 내부저항에 의한 열을 고려하여 계산 하였다.

• 청정기술
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• 제7권4호
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• pp.243-250
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• 2001

연료전지는 환경 친화적 대체에너지로 지속적인 연구가 이루어지고 있다. 최근에는 연료전지의 실용화를 위해 적층, 대면적화에 대한 기본 기술이 중요시되고 있다. 그러나 연료전지중 가장 많은 기술적 발전을 이룬 인산형 연료전지에 관해서도 연료전지 설계의 기초자료가 되는 스택의 온도 분포에 대한 연구는 거의 발표되지 않았다. 본 연구에서는 인산형 연료전지 스택의 온도 분포를 전산모사하였다. 이를 통하여 여러 작동 조건에서 스택의 온도 분포를 알아내었으며, 스택 운전시 적절한 온도 측정 위치를 예측할 수 있었다. 또한 냉각단의 유로를 변경하여 전산모사를 수행한 결과 스택 내부의 온도 분포의 표준 편차를 약 50% 감소시키는 효과적인 냉각 디자인을 제안할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제7권6호
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• pp.529-535
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• 1997

Li ion전지용 LiMn$_{2}$O$_{4}$분말을 졸-겔법과 고상반응법으로 제조하여 분말의 특성과 전지의 특성을 비교하였다. 졸-겔법에 의해 제조된 LiMn$_{2}$O$_{4}$분말은 고상반응법에 의해 제조된 분말보다 낮은 온도에서 합성이 가능하고, 균질하고 작은 입자들로 구성되었으며, Li stoichiometry가 우수하여 전지의 방전용량이 크나 양이온 혼합도가 높아 전지의 내부저항이 크게 나타났다. 졸-겔법은 높은 Li stoichiometry와 균질한 입자 크기를 갖는 LiMn$_{2}$O$_{4}$분말 제조에 적당한 것으로 생각되며, 전지의 내부저항 문제는 분말의 하소온도와 냉각속도의 조절에 의해 가능할 것으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권7호
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• pp.813-819
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• 2011

본 연구에서는 연료전지자동차의 초경량 복합재료 수소 탱크에 대한 수소 충전 특성을 파악하고, 충전 조건에 따른 수소 탱크의 안전성을 확인하기 위해 플라스틱 라이너를 사용하는 Type 4 수소 탱크와 알루미늄 라이너를 사용하는 Type 3 수소 탱크에 대해 수소 충전 시, 수소 탱크 내부의 가스 온도 및 압력 변화, 라이너 및 복합재료 층의 온도 변화 등을 측정하여 그 특성을 고찰하였다. 그 결과 충전 속도가 증가함에 따라 탱크 내부 가스의 온도가 증가하였고, 탱크 내부 가스의 온도 분포가 다르게 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권5호
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• pp.487-490
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• 2011

본 논문은 동결과 융해가 고분자 전해질 연료전지 내의 기체확산층에 미치는 영향에 대해 X-선 단층 촬영법을 이용하여 수행한 실험적 연구이다. 고분자 전해질 연료전지는 외부 온도가 0 도 이하가 되면 내부의 물이 동결되며, 외부 온도가 0 도 이상으로 상승하면 다시 녹는 과정을 겪게 된다. 이 과정은 연료전지의 내부 구조에 변형을 야기하고 이로 인해 연료전지의 전력과 수명의 감소를 야기하게 된다. 기체확산층은 연료전지 내부에서 가장 두꺼운 다공성층이며, 이로 인해 가장 많은 변형이 발생된다. 본 연구에서는 포항 방사광 가속기의 X-선 단층 촬영법을 이용하여 물의 동결과 융해 과정이 기체확산층의 내부 구조에 미치는 변화를 관찰하였다. 이 기체확산층의 구조 변화가 고분자 전해질 연료전지의 전력 생산과 수명에 미치는 영향에 관해 논의하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.680-680
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• 2013

염료감응 태양전지를 구성하는 중요한 요소 중 하나인 나노입자 산화물 $TiO_2$는 태양전지 내부의 전자이동과 밀접한 관련이 있어 Cell의 개방전압(Voc) 및 단락전류밀도(Jsc) 특성을 결정짓는 주요 요소이다. 때문에 염료감응 태양전지의 문제점인 효율 증대를 위해서는 $TiO_2$의 각종 특성을 연구할 필요가 있다. 본 논문에서는 $TiO_2$의 두께 및 소성온도를 변화시킴에 따라 제반 되는 각종 전기적 특성들을 조사해 보았고 그 원인들을 고찰해 보았다.

• 공업화학
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• 제8권4호
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• pp.667-672
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• 1997

고용량 Nickel/Metal hybride 전지의 온도 거동을 3차원 유한요소법 software인 NISA를 사용하여 해석하였다. 전지 내부의 열전도에는 미분형 에너지 수지식을, 외부 대기와의 접촉면은 대류 열전달 방식을 사용하였다. 전지 온도에 영향을 미치는 요소인 열발생량과 대류 열전달계수에 대한 실험을 행하였고, 이 결과로부터 일반식을 도출하였다. 금속 재질의 cooling fin을 사용하므로써 급속한 충전이나 방전시 야기될 수 있는 온도 상승을 상당 부분 방지할 수 있었다. 전지 외벽에 열전도도가 낮고 얇은 절연물질을 부착하여도 최고온도의 상승에 미치는 영향은 미미하였다.

• 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.