• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제12권4호
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• pp.277-285
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• 2001

본 논문은 연료전지 자동차용 10kWe급 정제일체형 메탄올개질기에 대한 연구결과이다. 이 개질기에서는 메탄올이 수증기와 반응하켜 수소를 포함한 혼합가스로 개질되고, 그 혼합가스는 다시 Palladium 합금막을 통하여 순수한 수소로 분리된다. 정제되고 남은 폐 가스중 가연성분들은 wire-mesh 형태의 연소촉매상에서 연소되어 개질반응에 필요한 열을 직접 공급함으로써 높은 메탄올 전환율, 고품질의 수소생산, 그리고 높은 시스템 열효율을 가능하게 한다. 동시에 이러한 개질, 분리 및 연소반응이 하나의 반응기에서 일어나 전체 시스템이 소형화될 수 있으며 운전이 용이한 장점도 있다. 본 연구팀에서 개발한 10kWe급 시스템은 운전연구를 통하여 수소생산량은 $8.2Nm^3/hr$ (10kWe급), 수소순도 99.999% 이상, CO 농도 5 ppm 미만, 총합열효율 81%, 초기기동 소요시간 20분, 부하변동웅답 1 분 이내를 달성했으며, 장처의 크기와 무게는 각각 16 L, 25 kg 이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권2호
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• pp.134-142
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• 2012

A bipolar plate is a major component of a fuel cell stack, which occupies 50~60% of the total weight and over 50% of the total cost of a typical fuel cell stack. In this study, a composite bipolar plate is designed and fabricated to develop a compact and light-weight direct methanol fuel cell (DMFC) stack for a small-scale Unmanned Aerial Vehicle (UAV) application. The composite bipolar plates for DMFCs are prepared by a compression molding method using resole type phenol resin as a binder and natural graphite and carbon black as a conductor filler and tested in terms of electrical conductivity, mechanical strength and hydrogen permeability. The flexural strength of 63 MPa and the in-plane electrical conductivities of 191 S $cm^{-1}$ are achieved under the optimum bipolar plate composition of phenol : 18%; natural graphite : 82%; carbon black : 3%, indicating that the composite bipolar plates exhibit sufficient mechanical strength, electrical conductivity and hydrogen permeability to be applied in a DMFC stack. A DMFC with the composite bipolar plate is tested and shows a similar cell performance with a conventional DMFC with graphite-based bipolar plate.

• 전력전자학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.45-53
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• 2013

Fuel cell power system is one of the most promising energy source for the alternative energy because it has unique advantages such as high energy density, no power drop during operation, and feasible to make compact size. However, due to very low response time, fuel cell is difficult to correspond to drastic load changes and start-up operation. For solving these problem, fuel cell power system must include energy storage device such as Li-Poly battery or super capacitor. Therefore, bi-directional DC-DC converter must be required for this storage device and fuel cell-PCS control. This paper presents a design and modeling of the bi-directional DC/DC converter. Firstly, we present modeling the boost and buck mode of the bi-directional converter through both PWM switch model and state space averaging technique. Secondly, in order to minimize output ripple and transient response overshoot, we have two identical DC-DC converters interleaved and adopt two-loop voltage-current controller. The proposed bi-directional DC-DC converter's modeling method and control design have been verified with computer simulation and experimentation.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제18권1호
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• pp.17-26
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• 1986

연소를 고려하는 사용후핵연료저장조의 핵임계 안전성 분석에서 검증용 계산 체제와 rack계산 체제 사이의 편차를 신뢰성 있게 결정하는 방법을 시험하였다. 이를 위하여 고리 1호기의 사용후핵연료저장조를 연소를 고려하는 가장 조밀한 rack으로 개념설계하고, 핵연료의 농축도 및 연소도에 따라 증배계수를 계산하였다. 표준값 생산용 Monte Carlo 코드로는 KENO-IV를 그리고 실제 rack 설계용으로는 2차원 충돌화률 코드인 FATAC을 사용하였다. 이 두 계산의 결과를 상호 비교하여 계산 체제 사이의 편차와 이의 경향성 및 신뢰도를 평가하였다. 이 방법을 사용하면 확실한 신뢰도 근거를 마련할 수 있을 뿐만 아니라 반응도 여유면에서 기존의 방법보다 불리하지 않음이 입증되었다.

• 자동차안전학회지
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• 제12권2호
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• pp.7-13
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• 2020

Recently, there is a big issue of downsizing on brake system according to fuel efficiency and regenerative braking cooperation control. Especially, small cars have improved in a variety ways such as electric vehicle and smart car compared to previous small cars. So, small brake system is strongly required in the car industry. A new small brake system for light compact vehicles was proposed in this paper. For this system, the solid type disc and caliper were newly developed. And the important design factors were considered to reduce brake size. First, we calculated the temperature rise of disc through heat capacity formula and CAE analysis. Second, we analyzed the housing and carrier stiffness of caliper to select the reasonable condition. Finally, the superiorities of the developed brake system were verified by heat capacity, consumption liquid level, braking feeling, judder, wear test and regenerative braking cooperation control analysis. A developed brake system is expected to be useful for brake system of light compact platform.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제56권3호
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• pp.933-940
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• 2024

A macroscopic cross section generation model was developed for the conceptual horizontal, compact high temperature gas reactor (HC-HTGR). Because there are many sources of spectral effects in the design and analysis of the core, conventional LWR methods have limitations for accurate simulation of the HC-HTGR using a neutron diffusion core neutronics simulator. Several super-cell model configurations were investigated to consider the spectral effect of neighboring cells. A new history variable was introduced for the existing library format to more accurately account for the history effect from neighboring nodes and reactivity control drums. The macroscopic cross section library was validated through comparison with cross sections generated using full core Monte Carlo models and single cell cross section for both 3D core steady-state problems and 2D and 3D depletion problems. Core calculations were then performed with the AGREE HTR neutronics and thermal-fluid core simulator using super-cell cross sections. With the new history variable, the super-cell cross sections were in good agreement with the full core cross sections even for problems with significant spectrum change during fuel shuffling and depletion.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.126-132
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• 2022

암모니아 및 하이드라진 등의 액체연료를 사용하는 알칼라인 연료전지는 높은 에너지 밀도, 저장 및 운송의 용이성, 경제성 등의 장점으로 청정 및 재생 에너지 솔루션으로 각광받고 있다. 하지만 환원극에서 플러딩, 연료 크로스오버 현상, 부반응생성물, 연료 안정성 및 독성 등의 문제들이 여전히 이슈가 되고 있다. 이 중 효율적인 에너지 생산을 위해 산화극에서 산화되어야 하는 연료의 손실을 사전에 감지할 수 있는 연료 모니터링 시스템의 개발은 알칼라인 연료를 사용하는 연료 전지의 성능 향상에 큰 도움을 줄 것으로 사료된다. 하이드라진 및 암모니아의 농도를 실시간으로 측정 가능한 센싱 플랫폼이 다수 개발되어왔으며, 이 중 높은 선택성 및 민감도, 신속한 실시간 모니터링, 플랫폼의 휴대화 등의 장점을 갖는 전기화학적 센서 개발 연구 분야의 최신 동향에 대해 소개하고자 한다. 특히 센서의 감도 및 선택성 증대를 위해 다양한 금속성, 금속산화물 나노소재 및 하이브리드 나노소재를 접목하는 연구 방향에 대해 중점적으로 소개하고자 한다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제19권3호
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• pp.24-28
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• 2014

With ever rising concerns about saving of fossil fuel resource, there have been an increasing demand for use of energy more efficiently. The electric motor driven inverters can be a great help to improve energy efficiency. They are also used to control the motor speed to the actual need. Therefore the use of them can lead to reduce energy consumption. In particular, the medium voltage(MV) drive systems used for pumps, fans, steel rolling mills and tractions have widespread applications in the industry. They cover power ratings from 0.4MW to 40MW at the MV level of 2.3kV to 13.8kV. The majority of the installed MV drive systems however, are in the 1MW to 4MW range with voltage rating from 3.3kV to 6.6kV. But they are required to reduce size and weight like other power electronic equipments. In this paper, we studied on the 3.3kV(105A) compact rack type inverter system for improving the cooling efficiency. At first, we confirmed the tendency of temperature with computational simulation using ANSYS ICEPAK and actual experimental tests. And then we researched thermal performance improvement designs in order to reduce temperature of the transformer for the safe operation. It can reduce temperature of transformer that using pipe type flow guide in the system. As a result, we found out more efficient solution by thermal-fluid analysis.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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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 $27.5mW/cm^2$.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.337-344
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• 2011

고분자 전해질막 연료전지에서 공급 기체의 가습은 연료전지의 효율과 수명 향상 측면에서 필수적이다. 기존의 고분자 전해질막 연료전지의 가습 방법으로 물 분사나 막가습기, 엔탈피 휠 등이 사용되었다. 하지만, 이러한 외부 가습 방법은 시스템 부피를 크게 하고 고출력 구간에서 가습량이 부족한 단점이 있다. 가습 장치의 효율과 전체 연료전지 시스템 효율을 높이려면, 연료전지의 고온다습한 배출기체로부터 열과 수분을 회수할 필요가 있다. 본 연구에서는 연료전지의 고온다습한 배출공기를 재순환하여 공급공기를 1 차로 가습하고 소형의 막가습기로 2 차 가습하는 복합가습에 대한 해석적 연구를 수행하였다. 그리고 최적의 가습 시스템 설계를 위한 새로운 방법을 제안하였다.