• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.191-198
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• 2011

According to the propagation of fuel cell system, the importance of that system efficiency is being magnified. Thus, the efficiency improvement of reformer which is the important factor of fuel cell system will be required. This study has been experimentally performed to evaluated the performance of plate type STR reactor. At first, we changed fuel flow rate (2, 3 and 4 l/min) in burner, and then we measured a proportion of hydrogen in produced gas through the STR reactor by G.C for evaluating the performance of plate type STR reactor in various fuel supply conditions. And we changed S/C ratio (2 and 4) and measured a proportion of hydrogen in produced gas through the STR reactor. As a results, condition at fuel flow rate 2 and 3 l/min could not be supplied amount of heat for STR sufficiently. Condition at fuel flow rate 4 l/min could supplied a heat excessively. And condition at S/C ratio 2, reaction occurred insufficiency. But condition at S/C ratio 4 was excess. From above, we found the optimum conditions that were fuel rate 3.5 l/min and S/C ratio 3.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.267-273
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• 2023

As the impacts of global climate change become increasingly apparent, the reduction of carbon emissions has emerged as a critical subject of discussion. Nuclear power has garnered attention as a potential carbon-free energy source; however, the rapidity of load following in nuclear power generation poses challenges in comparison to fossil-fueled methods. Consequently, power-to-gas systems, which integrate nuclear power and hydrogen, have attracted growing interest. This study presents a preliminary design of a very high temperature reactor (VHTR) integrated blue hydrogen production process utilizing DWSIM, an open-source process simulator. The blue hydrogen production process is estimated to supply the necessary calorific value for carbon capture through tail gas combustion heat. Moreover, a thermodynamic assessment of the main recuperator is performed as a function of the helium flow rate from the VHTR system to the blue hydrogen production system.

• 한국추진공학회지
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• 제23권3호
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• pp.88-95
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• 2019

수소 토치 점화 시스템은 순수한 알루미늄을 이용하여 점화가 가능하고 점화 방법이 간단해 알루미늄 연소 시스템으로 많이 사용되고 있다. 하지만 기존의 수소 토치 점화 시스템은 수소 공급을 위해 고압의 수소탱크가 필요해 무게가 무거워지는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 고체 화학수소화물인 $NaBH_4$를 이용한 수소 점화 시스템을 설계하였다. $NaBH_4$는 약 $500^{\circ}C$에서 열분해가 시작되고 수소가 발생한다. $NaBH_4$ 열분해 특성에 영향을 미치는 변인들을 분석하고, $NaBH_4$ 기반 수소 점화 시스템을 이용해 알루미늄 연소 실험을 수행하여 실제 시스템 적용 가능성에 대해 검증 하였다.

• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권4호
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• pp.299-305
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• 2015

미래에너지의 해법으로 원자력에너지를 이용한 물분해 수소생산시스템의 핵심기술을 개발하였다. 안전성을 보장할 수 있는 제4세대 원자로인 초고온가스로의 고열을 이용하여 황요오드 열화학적인 방법으로 물을 분해하여 수소를 생산하는 기술이다. 원자력수소생산 핵심기술은 초고온에서의 열을 공급하는 것을 모사하는 초고온 실험기술, 초고온가스로의 안전성을 모사하는 연구, 초고온가스로의 노심과 안전성을 해석할 수 있는 도구의 개발, 초고온가스로에 사용하는 연료제조기술, 물을 분해하여 열화학적인 방법으로 수소를 생산하는 기술로 구성된다. 원자력수소생산에 필요한 핵심기술을 개발하고 실험실 규모로 입증하였으며, 대규모 실용화를 위해서 선결되어할 미완성 기술을 제시하였다. 본 기술은 제4세대 원자로개발 국제공동연구로 수행한 기술로서 향후 미래의 원자로 기술이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권2호
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• pp.164-173
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• 2015

본 연구에서는 다양한 도로운송부문용 에너지 공급 시스템을 구축하고 각 시나리오의 최적 비용을 비교분석하였다. 에너지 공급 시스템의 구성요소로써 기존의 정유공정, 부생수소 시스템, 신재생 에너지 자원 기반의 전력 생산공정, 전력운송을 위한 전력망을 설정하였으며, 내연기관자동차, 전기자동차, 연료전지자동차 등 세 가지의 도로운송부문용 자동차를 포함하였다. 이러한 구성요소를 포함한 다양한 에너지 공급 시스템 시나리오를 기반으로 최적 생애주기비용을 규명할 수 있는 에너지 시스템 평가모델을 개발하였다. 본 연구에서 개발한 최적화 모델을 제주도 지역에 적용함으로써 모델의 성능을 검증하였고 또한 제주도 지역의 에너지 시스템 구축에 관한 다양한 시나리오의 경제성을 분석하였다. 제주도 도로운송부문용 에너지 공급 시스템의 생애주기비용 분석 결과, 전력망을 이용하여 전기를 공급하는 전기자동차 시나리오가 상대적으로 가장 높은 경제성을 보였으며, 신재생 에너지 자원을 이용하여 수소를 공급하는 연료전지자동차 시나리오가 가장 낮은 경제성을 보였다. 또한 연료비용, 차량비용, 인프라비용, 유지비용 등 주요 비용 관련 변수들에 관한 민감도분석을 수행함으로써 생애주기비용의 변화에 주요한 구성요소들을 규명하였다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.687-693
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• 2019

수소전기차와 발전을 시작으로 수소연료전지 시장이 성장하면서 연료전지와 수소의 수요가 증가하고 있으므로, 조기 상용화와 시장 활성화를 위하여 연료전지의 내구성과 연료 이용효율에 관한 연구가 진행되어야 한다. 본 연구에서는 연료전지의 성능과 연료 이용효율을 최적화하기 위하여 양극 닫힌계의 운전조건에 대한 연구를 수행하였다. 부하 전류에 대한 배출 조건과 수소 공급 압력이 고분자전해질 연료전지의 성능에 미치는 영향에 대하여 평가하였고, 전해질막 두께에 대한 물의 역확산 영향을 분석하였다. 양극 닫힌계에서 수소극에 쌓인 물은 연료전지 전압이 3% 감소한 경우에 솔레노이드 밸브를 열어 배출하였다. 수소 공급 압력은 0.1~0.5 bar, 배출 시간은 0.1~1 s까지 변화시키면서 실험을 수행하였다. NR 211 (25.4 um) 전해질막의 경우 0.1 bar의 수소 공급 압력과 0.1 s 배출 시간 조건에서 수소 이용효율 98.9%의 가장 높은 연료 이용효율을 보였지만 잦은 flooding으로 인하여 장시간 운전 시 연료전지의 성능이 감소하였다. 이에 반해 NR 212 (50.8 um)의 전해질막에서 생성된 물과 질소의 역확산 속도를 늦추어 배출 간격을 늘리고 연료 이용효율을 높일 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권4호
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• pp.334-341
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• 2023

The purity of hydrogen finally purified in the hydrogen purification process system is greatly influenced by the uniformity of the purification temperature of the dry tower. A in-house code that can be easily used by field designers has been developed to predict the capacity of the appropriate heat source and the time to reach the temperature of the dry tower. A code was developed to predict unsteady heat transfer using Visual Basic for Applications. To verify the developed code, a grid independence test was performed, and finally, calculations were performed for two cases. In the first case, the time for the temperature of the heater jacket to reach 360℃ was about 1,400 seconds when the supply heat source was 1,000 W. And in the second case, the time for the temperature of the heater jacket to reach 360℃ was about 710 seconds when the supply heat source was 2,000 W. It was confirmed that the developed code well describes the actual test data of the regeneration process of adsorption and desorption, and it is judged that the code developed in the design process of various capacity systems will be effectively applied to the heat capacity calculation in the future.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.518-523
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• 2013

This paper describes the reduction of a hydrogen sulfide ($H_2S$) generated from a biogas plant. Micro bubble system is adopted to supply air into the water in the reaction chamber, which can increase the contact area of the supplied air to the reserving water. Two stage reaction chambers having two reaction rooms are designed and manufactured to enhance the reduction rate of a hydrogen sulfide. Sodium hydroxide (NaOH) is also considered to get rid of a hydrogen sulfide. Air volume rate to the water in a reaction chamber is maintained between 0.5 and $1.0m^3/min$. Throughout experimental measurement of the concentration of a hydrogen sulfide by changing the volume of supplied air into the water, reduction rate of a hydrogen sulfide increases as air volume increases. Adding sodium hydroxide to the water with the air supply can reduce effectively a hydrogen sulfide up to 99.5% from biogas. It is noted that a hydrogen sulfide generated by a biogas plant can reduce by supplying micro bubble air and sodium hydroxide effectively.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권1호
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• pp.33-40
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• 2020

As hydrogen utilization becomes more active recently, a large amount of hydrogen should be supplied safely. Among the three supply methods, liquefied hydrogen, which is an optimal method of storage and transportation convenience and high safety, has a low temperature of -253℃, which is complicated by the liquefaction process and consumes a lot of electricity, resulting in high operating costs. In order to reduce the electrical energy required for liquefaction and to raise the efficiency, hydrogen is cooled by using a mixed refrigerant in a precooling step. The electricity required for the precooling process of the mixed refrigerant can be reduced by using the cold energy of LNG. Actually, LNG cold energy is used in refrigeration warehouse and air liquefaction separation process, and a lot of power reduction is achieved. The purpose of this study is to replace the electric power by using LNG cold energy instead of the electric air-cooler to lower the temperature of the hydrogen and refrigerant that are increased due to the compression in the hydrogen liquefaction process. The required energy was obtained by simulating mixed refrigerant (MR) hydrogen liquefaction system with LNG cold heat and electric system. In addition, the power replacement rate of the electric process were obtained with the pressure, the temperature of LNG, the rate of latent heat utilization, and the hydrogen liquefaction capacity, Therefore, optimization of the hydrogen liquefaction system using LNG cold energy was carried out.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 A
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• pp.420-422
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• 2005

This paper introduces a new paradigm for energy supply system in near future which produces electric and district heat cogeneration with dispersed power grid with small nuclear power units. Recently, in nuclear field, a lot of effort has been done in nuclear major countries to develop small and medium reactor for enhancement of nuclear peaceful use as like in district heating, electric power generation, seawater desalination or hydrogen generation.