• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제34권11호
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• pp.16-24
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• 2005

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.495-509
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• 2013

In this study, we develop a one-dimensional (1-D), two-phase, transient-thermal DMFC model to investigate the effect of methanol concentration fluctuation that usually occurs in active-type direct methanol fuel cell (DMFC) systems. 1-D transient simulations are conducted and time-dependent behaviors of DMFCs are analyzed under various DMFC operating conditions such as anode/cathode stoichiometry, cell temperature, and cathode inlet humidification. The simulation results indicate that the effect of methanol concentration fluctuation on DMFC performance can be mitigated by proper control of anode/cathode stoichiometry, providing a guideline to optimize operating conditions of active DMFC systems.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제3회(2014년)
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• pp.439-441
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• 2014

단층 $MoS_2$는 현재 트랜지스터나 LED등에 활용을 연구중인 물질이다. 단층 $MoS_2$의 밴드구조는 약 1.8eV의 직접 밴드갭을 보이는 반도체로 알려져있다. 이 물질을 소자에 활용할 때 고유의 1.8 eV 직접 밴드갭을 이용한다. 다양한 분야에 소자로 응용되기 위해서는 밴드갭을 조절이 필요하다. 그래서 $MoS_2$의 밴드갭을 조절하는 연구가 행해져 왔는데 그 중 하나가 수소흡착 방법이다. 수소를 단층 $MoS_2$에 흡착시키면 금속 밴드구조를 보인다고 알려져 있다. 본 연구에서는 DFT (Density Functional Theory) 계산을 통하여 밴드갭을 조절하는 다른 방법 중에 하나인 역학적인 힘에 의해 전기적인 특성의 변화에 대한 기초연구를 진행하였다. 단층 $MoS_2$에 in-plane 방향으로 isotropic strain을 주었을 때 밴드갭이 0.68 eV에서 1.89 eV까지 변하는 것을 확인했다. 우리는 단층 $MoS_2$는 약간의 strain에도 밴드갭크기가 다소 많이 변할 뿐만 아니라 직접 밴드갭이 간접 밴드갭으로 변하는 것을 보였다. 심지어 10%정도 strain을 주면 금속으로 변할 것으로 예상된다. 밴드갭이 변하는 성질을 이용하여 센서등 여러 어플리케이션에 단층 $MoS_2$를 활용할 수 있을 것으로 예상된다.

• 유기물자원화
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• 제19권3호
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• pp.73-78
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• 2011

혐기성 수소 발효시 pH는 물질 대사 경로와 수소 생성 미생물의 활성에 직접적으로 영향을 미치는 가장 중요한 요소 중 하나로 알려져 있다. 본 연구는 음식폐기물로부터 운전 pH에 따른 혐기성 회분식수소 발효의 영향을 평가하기 위해 수행하였다. 5 N KOH 용액을 이용하여 초기 pH는 8.0으로 고정하였으며, 운전 pH는 4.7~7.0으로 유지하였다. 운전 pH가 낮을수록 지체 시간은 단축되는 것으로 나타났으며, 최대 수소 발생량은 낮게 나타났다. 운전 pH 4.7일 경우에는 지체 시간이 47.9 h으로 가장 길게 나타났으나, 최대 수소 발생량은 534.4 mL로 가장 높게 나타났다. 운전 pH가 증가함에 따라 지체 시간과 최대 수소 발생량은 감소하였다. 운전 pH 7.0일 경우에는 지체 시간이 4.2 h으로 나타났으며, 최대 수소 발생량은 213.8 mL로 나타났다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권4호
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• pp.302-309
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• 2017

격납건물에서 수소폭발이 발생된다면 다중방어벽을 훼손하고 다량의 방사능 물질을 방출시킬 수 있기 때문에 노심용융과 함께 발생되는 수소를 효과적으로 제어하고 제거해야 하지만 사고 원인의 다양성과 수소분포, 거동의 불규칙성 때문에 폭발 저감을 위한 대책마련이 쉽지 않다. 본 논문에서는 가장 넓게 사용되는 수소저감 기술인 피동촉매형수소재결합기(PAR)의 수소저감 효율을 높이기 위해 외부 유동을 고려한 가이드 구조에 관하여 연구하였다. 2단 촉매 PAR 내부형상을 기본으로 하여 PAR 외부에 가이드를 부착하였을 때 유체의 거동과 수소저감효율에 대해서 해석을 수행하였다. 유동이 아래에서 위로 올라가는 경우 가이드 높이 150mm, 촉매와 가이드 직접 부착, 가이드 각도가 $60^{\circ}$인 구조가 최적으로 판단되며 유동이 옆에서 불어오는 경우 촉매와 가이드 거리 100mm인 구조가 최적으로 판단되고, 유동이 위에서 아래로 내려오는 경우 직접부착, 높이 50mm 가이드 구조가 최적으로 판단된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.527-534
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• 2015

본 연구에서는 직접 탄소 연료전지(DCFC)에서 세 종류의 탄화수소(메탄, 에탄, 프로판) 열분해를 이용하여 다공성 니켈 연료극에 탄소를 직접 생성시켜 연료극과 연료간의 물리적 접촉을 향상시켰다. 전자현미경으로 각각의 탄화수소로부터 생성된 탄소 입자들이 탄소 수가 증가함에 따라 각각 탄소구형체(CS), 탄소나노튜브(CNT), 탄소나노섬유(CNF)임을 확인하였다. 그리고 탄소 샘플들의 결정성을 알아보기 위해 라만 산란 분석을 수행하였고, 탄화수소의 탄소 수가 증가할수록 생성된 탄소의 결정성이 떨어지고 더 유연하였다. 동일한 질량의 탄소로 채워진 연료극의 DCFC 성능을 $700^{\circ}C$ 에서 측정하였고, CNT 와 CNF 가 CS 보다 반응성이 좋아 각각 148%, 210% 높은 전력밀도를 보였다. 이는 결정성이 떨어지는 CNT 와 CNF 의 낮은 전하전달저항에 의한 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권4호
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• pp.291-297
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• 2015

미래의 화석연료를 대체할 가능성이 큰 에너지원으로써, 수소는 인류의 궁극적인 연료로 주목받고 있으나, 작은 분자 크기로 인하여 저장 용기의 작은 틈으로부터 쉽게 누설된다. 본 연구에서는 수소 누설을 탐지하기 위하여 레이저 유도 붕괴 분광법(Laser Induced Breakdown Spectroscopy, LIBS)을 사용하였고, 플라스마 생성 방법에 따른 본 기술의 적합성을 평가하였다. 금속 표면에 플라스마를 일으켜 수소 원자광을 얻는 방법은 플라스마를 작은 레이저 출력 (295mW)에서 유도 할 수 있지만, 수소 기체에 직접 플라스마를 유도하는 방법은 약 2.6배 높은 레이저 출력이 필요하였다. 두 방법 모두 픽 투 베이스(Peak to Base) 비율이 수소농도에 대하여 선형적인 경향을 보였으며, 공기 중 수소의 농도가 5% 미만인 경우 본 기술은 수소 누설 검출에 적합한 기술로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제16권3호
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• pp.313-320
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• 2010

수소에너지는 환경오염과 화석에너지 고갈에 따른 에너지 문제를 해결할 수 있는 유력한 대안으로 주목받고 있다. 수소에너지 시대 개막을 위한 준비는 아직 걸음마 단계이나 정부의 지속적이며 전폭적인 정책적 재정적 지원과 더불어 각 분야의 연구 기술개발 활성화 노력을 통해 조속한 시일 내에 실현될 것으로 예상된다. 세계 무역의 견인차 역할을 맡고 있는 선박에 수소에너지 기술을 도입하고 활용하기 위한 준비와 연구가 절실하다. 일각의 수소 연료전지선박에 관한 연구와 실증이 활발히 진행 중인 사실은 고무적이다. 이와 함께 보다 대형화되는 선박과 해상의 특수한 환경 속에서 수소에너지를 직접 이용해 항행에 필요한 동력을 얻을 수 있는 수소엔진과 같은 다양한 방법에 관한 연구도 병행되어야 할 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제27권6호
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• pp.477-486
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• 2017

수소는 산업용 전력생산, 자동차용 연료 등을 위한 대체가능한 에너지 담체로 인식되고 있다. 미래 저탄소 에너지 시스템에서 에너지 저장은 전력 수요에 유연하지 않거나 간헐적인 공급의 균형을 이루기 위한 중추적인 역할을 담당할 수 있을 것이다. 수소는 에너지 담체로서 전기에너지를 화학에너지로, 화학에너지를 전기에너지로 변환할 수 있는 에너지 저장 방법 중의 하나이다. 수소제조 방법 중에서, 특히, 물의 전기분해를 이용한 방법은 신재생 에너지원과의 접목을 고려할 때 가장 효율적이고 실용적인 방법으로 여겨지고 있다. 물 전기분해 수소제조 기술은 전기를 이용하여 수소를 물로부터 직접 제조하는 방법으로, 화석연료 이용 제조방법과 비교하여 수소를 제조할 때 지구환경 오염물질인 이산화탄소의 배출이 없다. 수소제조 방법 중의 하나인 물 전기분해의 원리와 물 전기분해의 종류인 알칼리 수전해(AWE, alkaline water electrolysis), 고분자 전해질막 수전해(PEMWE, polymer electrolyte membrane water electrolysis), 고온 수증기 전기분해(HTSE, high temperature steam electrolysis)에 대하여 분석하고자 하였다. 물 전기분해는 수소제조 방법의 하나로 연구가 진행되고 있으며, 최근에는 PTG (power to gas)와 PTL (power to liquid) 시스템의 요소기술로도 주목을 받고 있다. 본 총설에서는 물 전기분해에 대한 원리와 종류, 특히 알칼리 수전해에 대한 최근 연구동향에 대해 설명하였다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.10-17
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• 2019

국내 친환경 수소차 보급 정책에 따라 수소차와 수소충전소 인프라 개발에 대한 관련 업계의 연구는 활발하게 진행 중이다. 반면에 수소차와 수소충전소의 내구성 및 신뢰성에 직접적인 영향을 주는 기밀용 비금속 소재(라이너, 씰, 개스킷 등)의 위험성 평가 및 재료에 관한 실증 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구에서는 FMEA를 활용하여 고압 수소 설비에 사용되는 비금속 부품의 라이너와 씰에 대한 위험요소를 도출한 후 심각도, 발생빈도, 검출도 등급을 점수로 환산하여 RPN값을 산정하였다. RPN의 최대값 600, 최소값 63, 평균값이 278.5로 산출되었으며, 라이너와 씰에 대한 주기적인 관리가 중요함을 확인하였다. 더불어 비금속 고무제품에 대한 수소침지와 산소노화시험을 통해 기초 자료로 활용 가능한 물리적 실험값을 제시하고자 하였다.