• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.649-655
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• 2011

Methane direct cracking can be utilized to produce $CO_x$ and $NO_x$-free hydrogen for PEM fuel cells, oil refineries, ammonia and methanol production. We present the results of a systematic study of methane direct cracking using a mixed conducting oxide, Y-doped $BaZrO_3$ ($BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$), membrane. In this paper, dense $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$ membrane with disk shape was successfully sintered at $1400^{\circ}C$ with a relative density of more 93% via addition of 1 wt% ZnO. The ($BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$) membrane is covered with Pd as catalyst for methane decomposition with an DC magnetron sputtering method. Reaction temperature was $800^{\circ}C$ and high purity methane as reactant was employed to membrane side with 1.5 bar pressure. The $H_2$ produced by the reaction was transported through mixed conducting oxide membrane to the outer side. In addition, it was observed that the carbon, by-product, after methane direct cracking was deposited on the Pd/ZnO-$BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$ membrane. The produced carbon has a shape of sphere and nanosheet, and a particle size of 80 to 100 nm.

• 전기학회논문지P
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• 제63권4호
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• pp.351-355
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• 2014

Graphite electrodes are used for secondary batteries, fuel cells, and super capacitors. Research is underway to increased the reaction area of graphite electrodes used carbon nanotube (CNT) and porous carbon. CNT is limited to device utilization in order to used a metal catalyst by lack of surface area to improve. In contrast carbon nanowall (CNW) is chemically very stable. So this paper, microwave plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) system was used to grow carbon nanowall (CNW) on Si substrate with methane ($CH_4$) and hydrogen ($H_2$) gases. To find the growth properties of CNW according to the reaction gas ratio, we have changed the methane to hydrogen gas ratios (4:1, 2:1, 1:2, and 1:4). The vertical and surficial conditions of the grown CNW according to the gas ratios were characterized by a field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and Raman spectroscopy measurements showed structure variations.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권4호
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• pp.412-416
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• 2015

고분자 막 성능 평가 및 내구성 평가에 이용하기 위해 고분자전해질 연료전지(PEMFC) 구동 중에 수소 크로스오버 측정이 필요하다. 수소 크로스오버 측정 시에 불활성 기체 대신에 공기를 cathode에 공급하면서 기체 크로마토그래프로 수소 농도를 cathode 출구에서 분석하였다. PEMFC 구동 중 고분자 막을 통과한 수소는 cathode에서 산소와 반응해 불활성 가스를 공급할 때에 비해 수소 농도가 감소하였다. cathode 공기 공급 유량이 증가하면 수소 농도가 감소했고, 셀의 온도와 습도, 압력이 증가하면 cathode의 수소 농도는 증가했다. 일반적인 PEMFC 구동 조건에서 $120mA/cm^2$ 전류밀도에서 수소농도는 약 5.0 ppm이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.540-544
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• 2013

고분자전해질연료전지(PEMFC)는 시동/정지과정에서 성능과 수명이 감소한다. 본 연구에서는 캐소드가스로 산소를 사용하는 데드엔드 형 PEMFC의 시동/정지 과정의 영향을 분극곡선, 임피던스(EIS), SEM과 TEM을 사용해 연구하였다. 시동/정지 과정에서 PEMFC 성능감소를 막기 위해서는 더미 로드를 사용해야 함을 보였다. 시동/정지 반복과정 중 50% 상대습도(RH)에서 캐소드 카본지지체의 부식에 의한 열화가 100% RH보다 심했다. 데드엔드 형 PEMFC의 정지과정에서 PEMFC에 물을 공급해줌으로써 50% RH에서 열화속도를 감소시켰다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권4호
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• pp.432-437
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• 2013

고분자 전해질 연료전지 구동 시 양극 활성 물질에 대한 CO 피독을 방지하기 위해 Cu를 촉매 활성 종으로 사용하고 반응물의 확산이 용이한 몇 가지 메조 세공 물질을 지지체로 이용하여 CO 선택적 산화 반응(PROX반응)을 실시하였다. 그 결과 거대 세공을 가진 SBA-15를 지지체로 사용했을 때 우수한 CO 산화 활성을 보였으며 특히 Cu 담지 량에 비례하여 활성은 증가하였다. 또한 Cu의 분산도를 높이고자 첨가한 Ti 성분은 저온에서 CO 산화 성능을 높이는데 기여하였다. 특히 Ti 성분을 20 wt-% 첨가한 Cu/Ti20-SBA-15 촉매에서 Cu의 분산도가 가장 우수하였으며 CO 산화활성 역시 개선됨을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.28-33
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• 2007

예로부터 중요한 에너지원인 석탄은 화석연료 중 가장 풍부하며 세계 각지에 골고루 분포되어 있다. 저급연료인 석탄을 보다 효율적으로 활용하기 위하여서 직접 연소에 의한 에너지 획득뿐 아니라 열분해 및 가스화를 통한 청정 고부가 가치의 연료로 전환기술이 개발되고 있다. 석탄 가스화를 통하여 생성된 합성가스는 전기 생산 및 화학물질의 합성 등 여러 가지 방법으로 활용이 가능하며, 공해물질 발생저감 및 에너지 이용효율 증가를 위하여 석탄 가스화 기술이 계속적으로 발전되고 있다. 석탄의 가스화는 steam, 공기, 질소 등을 agent로 이용하게 되는데, 주로 steam이 gasification agent로 이용되고 있으며, 이 때 생성가스의 특성은 가스화기의 온도, 압력 그리고 steam/carbon 비에 의해서 결정되게 된다. 본 연구에서는 초고온의 steam을 이용하여 석탄의 가스화를 수행하고 steam/carbon 비에 따라 생성된 $H_2$, $CH_4$, Co 그리고 $CO_2$ 등의 가스특성 및 tar, ammonia, cyan과 같은 부산물의 생성에 대하여 연구를 수행하였다.

• 설비공학논문집
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• 제29권5호
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• pp.259-268
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• 2017

This paper proposes a hydrogen-based social economy derived from fuel cells capable of replacing fossil fuels and resolving global warming, It thus provides an entry for developing economically feasible social configurations to make use of bio-hydrogen production systems. Bio-hydrogen production works from the principle that microorganisms decompose water in the process of converting CO to $CO_2$, thereby producing hydrogen. This study parts from an analysis of an existing 157-ton class NA1 bio-hydrogen reactor that identifies the state of feedstock and reactor conditions. Based on this analysis, we designed a 1-ton class bio-hydrogen reactor process simulator. We carried out thermal analyses of biological heat reactions, sensible heat, and heat radiation in order to calculate the thermal load of each system element. The reactor temperature changes were determined by modeling the feed mixing tank capacity, heat exchange, and heat storage tank. An analysis was carried out to confirm the condition of the feed mixing tank, heat exchanger, heat storage tank capacity as well as the operating conditions of the system so as to maintain the target reactor temperature.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2009년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.356-360
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• 2009

Recent global environmental pollution and contamination and depletion of limited fossil energy prices surge as an energy source to replace it depending on wind, fuel cells and solar power and other renewable and pollution free renewable energy is of interest in increase. The photovoltaic systems are pollution-free, unlimited energy source, and easy to install because it is rated as the most valuable renewable energy sector and the prevalence is spreading throughout the world. Photovoltaic systems at one end of the stable development of the role that solar power inverter applications can be the most important. No matter how much power the solar arrays, even if the inverter output in the normally if he's no use. These photovoltaic inverters to evaluate the performance of the inverter efficiency measures that can be called directly. This way of measuring the efficiency of solar inverters in Europe efficiency and CEC efficiency is currently being used. In this paper, until now about how to measure the efficiency of solar power inverter technology and the new Korean Meteorological Solar Insolation data analysis to derive weights based on this inverter efficiency for Korea is to offer.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.325-329
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• 2013

실제 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 운전조건에서는 전극과 전해질 막은 동시에 열화된다. 그런데 고분자전해질 연료전지의 전극 열화와 전해질 열화의 상호 작용에 대해 연구되지 않았다. 본 연구에서는 전해질 막 열화가 전극 열화에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 전해질 막 열화 후 전극을 열화시켜 전해질 막 열화없이 전극을 열화시켰을 때와 비교하였다. 열화전후의 I-V 성능, 수소투과전류, 순환 전압측정(CV), 임피던스, TEM 등을 측정하였다. 전해질 막열화에 의해 수소투과도가 증가하고, 이에 따라 백금 입자 성장속도가 감소함으로써 전극 열화속도가 감소함을 보였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제37권7호
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• pp.705-712
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• 2000

In this study, the dispersion stability of CeO2 based complex oxide was studied, and density, porosity, and microstructure of green body were investigated using colloid surface chemistry to manufacture the Gd2O3 doped CeO2 solid electrolyte in an aqueous system. To prepare the stable slurry for slip casting, the dispersion stability was examined as a function of pH using ESA(electrokinetic sonic anplitude) analysis. The dynamic mobility of particles was enhanced with anionic and cationic dispersant were added the amount of 0.5wt% respectively, but pH value in slurries didn't move to below 6.0 because of the influence of dopants. This phenomenon also appeared in the CeO2-Y2O3 and CeO2-Sm2O3 systems, so it could be inferred that rare earth dopants such as Gd2O3, Sm2O3 and Y2O3 not only have the similar motion with changing pH in an aqueous system but also can be dissolved in the range of pH 6.0∼6.5. In CeO2-Gd2O3 system, when the anionic dispersant was added the amount of 0.5wt% and pH value in slurries was fixed at 9.5, the green body density was 4.07g/㎤, and the relative density of sintered body was 95.2%. It could be inferred from XRD analysis that Gd3+ substituted into Ce4+ site because there was no free Gd2O3 peak.