• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.4
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• pp.455-459
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• 2013

The fuel processor for the portable fuel cell includes multi-step processes consisting of hydrogen generator, heat generator and several CO clean-up stages. One of requirements of the fuel processor for portable fuel cell system is a rapid start-up time. Especially, the warm-up time for WGS reactor is crucial factors for total start-up time. In this paper, active heating protocol, which is the heating protocol of WGS reactor supplied by the oxidation of CO rich reformate in the initial stage, is used for a rapid start-up. The air stream fed to the inlet of WGS reactor rapidly oxidize the CO rich reformate in the WGS reactor. Therefore, CO concentration in reformate quickly stabilized at the desired concentration without CO surges.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.21-22
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• 2012

본 논문은 휴대용 연료전지-배터리 하이브리드 시스템에 적용 가능한 구조들을 비교 분석하고 구조 선정을 위한 가이드라인을 제시한다. 각 구조의 특징 및 장단점을 분석하고 시스템 설계 사양에 적합한 구조를 선정하는 과정을 보인 뒤, 그 타당성을 PSIM 시뮬레이션을 통해 검증한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.73.2-73.2
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• 2010

휴대용 전자기기들의 소비전력 증가에 따라 2차전지에 비해 에너지 밀도가 높은 연료전지를 이용한 충전기의 필요성이 부각되고 있다. 대다수의 충전기는 On-Grid 방식으로 벅타입 컨버터를 이용한 감압 방식이었으나, 연료전지를 이용할 경우 승압식 컨버터를 통한 배터리의 충전이 요구된다. 또한 배터리는 일반 저항부하와 달리 큰 커패시턴스 성분을 가지고 있기 때문에 컨버터의 출력단에 인덕터가 없는 경우 큰 출력 리플전류를 유도하게 되어 시스템의 효율과 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 또한 이를 해결하기 위해 절연형 감압 컨버터를 사용하는 경우 변압기 사용에 의한 부피 증가와 부가 소자의 사용에 따른 가격 상승을 피하기 어렵다. Cuk 컨버터는 주스위치의 ON/OFF 동작에 관계없이 출력으로 에너지가 항상 전달되며, 이상적으로 리플이 거의 존재하지 않아 충전용으로 적합하다. 또한, 승압 및 감압이 자유롭기 때문에 배터리의 정격전압에 상관없는 범용 충전기의 설계도 가능하다. 따라서 본 논문에서는 Cuk 컨버터를 이용하여 배터리 충전기를 설계하고, 그의 상태공간 모델링, 주파수 특성 해석 및 제어기 설계에 대해 기술한다. 제안된 제어 방식은 소형 연료전지 스택을 이용하여 실제 배터리를 대상으로 한 정전류 및 정전압 제어를 실행하여 그 성능 및 안정성을 검증한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.6
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• pp.583-591
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• 2008

Recently, as a demand for the portable device is surged, there are needs to develop a new fuel cell system for replacing the conventionally used secondary battery. For this purpose, it becomes important to develop direct formic acid fuel cell (DFAFC) that uses formic acid as a fuel. The formic acid can offer typical advantages such as excellent non-toxicity of the level to be used as food additive, smaller crossover flux through electrolyte, and high reaction capability caused by high theoretical electromotive force (EMF). With the typical merits of formic acid, the efforts for optimizing reaction catalyst and cell design are being made to enhance performance and long term stability of DFAFC. As a result, to date, the DFAFC having the power density of more than $300mW/cm^2$ was developed. In this paper, basic performing theory and configuration of DFAFC are initially introduced and future opportunities of DFAFC including the development of catalyst for the anode electrode and electrolyte, and design for the optimization of cell structure are discussed.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2007.06a
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• pp.739-740
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• 2007

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2004.06a
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• pp.61-64
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• 2004

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.656-659
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• 2009

직접메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)는 휴대용으로 사용할 수 있는 소형 전원용으로 주로 개발되고 있으며, 다양한 용도로 사용이 가능하다. 하지만 직접메탄올연료전지에서 전해질로 많이 쓰이는 Nafion막은 이를 통한 메탄올 크로스오버(Crossover) 때문에 연료전지의 성능을 제한시키고 있다. 본 연구에서는 Nafion 117를 사용하여 전극 면적 100cm2 의 DFMC용 MEA를 제작하고, 공기 유량을 3ml/mim으로 고정하고, 메탄올 유량을 2,3 ml/min로 각각 공기극와 연료극에 공급하여 온도변화(50, 60, 70, $80^{\circ}C$)에 따른 성능을 확인하였다. DMFC의 적당 반응 온도는 $70^{\circ}C$로 생각되고, 유량은 메탄올 2ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시가 성능이 높게 나오는 결과를 얻으나 일정시간 지나면 성능이 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시 보다 성능이 떨어지는 현상이 일어나기 때문에 $70^{\circ}C$ 반응온도에 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min의 유량 공급이 본 논문에서 최적화된 성능을 내는 조건으로 사료된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2010.07a
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• pp.408-409
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• 2010

본 논문에서는 소형 PEM(Proton Exchange Membrane) 연료전지를 이용하는 충전기에 관해 서술한다. 기존에 개발된 대부분의 충전기는 On-Grid 방식으로 벅타입 컨버터를 이용한 감압 충전방식을 사용하였으나, 연료전지를 이용할 경우 승압식 컨버터를 통해 배터리를 충전하여야 한다. 그러나 승압형 컨버터의 출력단에 인덕터가 없는 경우 큰 리플전류를 유도하게 되며, 이는 시스템의 효율 및 배터리의 수명에 좋지 않은 영향을 끼치게 된다. 본 논문에서는 Cuk 컨버터를 이용하는 충전용 전력변환기의 제어방법에 관해 제안하고 그 타당성을 검증하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.550-553
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• 2008

In this paper, experiments of air-breathing proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) for mobile devices were carried out according to the cathode conditions. These conditions are defined by the cathode flow field plate type (the channel type, the open type) and the cathode surface direction. Single cell and 6-cell stack were used in this experiments. The experimental results showed that the open type cathode flow field plate gave better performance for small size PEMFCs because the open type cathode plate allowed better air convection than the channel type cathode plate. In the experiments related to the direction of the slits on the cathode flow field plate, the horizontal slit cell was better than the vertical slit cell. With respect to the cathode surface direction, when the cathode surface is placed in the direction normal to the ground, PEMFC generated more stable power in the mass transport loss region.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2010.05a
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• pp.1143-1144
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• 2010