• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.648-655
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• 2014

This paper describes the continuing effort to develope a single acting free-piston Stirling engine/alternator combination for use of the household cogeneration. Free piston Stirling engines(FPSE) use variations of working gas pressure to drive mechanically unconstrained reciprocating elements. Stirling cycle free-piston engines are driven by the Stirling thermodynamic cycle which is characterized by an externally heated device containing working gas that is continuously re-used in a regenerative, reversible cycle. The ideal cycle is described by two isothermal process connected by two constant volume processes. Heat removed during the constant volume cooling process is internally transferred to the constant volume heating process by mutual use of a thermal storage medium called the regenerator. Since the ideal cycle is reversible, the ideal efficiency is that of Carnot. Free-piston Stirling engine is have no crank and rotating parts to generate lateral forces and require lubrication. The FPSE is typically comprised of two oscillating pistons contained in a common cylinder. The temperature difference across the displacer maintains the oscillations, and the FPSE operate at natural frequency of the mass-spring system. The power is generated from a linear alternator. The purpose of this paper is to describe the design process of the single acting free-piston Stirling engine/alternator. Electrical output of the single acting free-piston Stirling engine/alternator is about 0.95 kW.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권8호
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• pp.70-81
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• 2011

In this paper, a multi-agent control system for DC-coupled photovoltaic (PV), fuel cell (FC), ultracapacitor(UC) and battery hybrid power system is studied for commercial buildings & apartment buildings microgrid. In this proposed system, the PV system provides electric energy to the electrolyzer to produce hydrogen for future use and transfer to the load side, if possible. Whenever the PV system cannot completely meet load demands, the FC system provides power to meet the remaining load. A multi-agent system based-power management and control algorithm is proposed for the hybrid power system by taking into account the characteristics of each power source. The main works of this paper are hybridization of alternate energy sources with FC systems using long and short storage strategies to build the multi-agent control system with pragmatic design, and a dynamic model proposed for a PV/FC/UC/battery bank hybrid power generation system. A dynamic simulation model for the hybrid power system has been developed using Matlab/Simulink, SimPowerSystems and Stateflow. Simulation results are also presented to demonstrate the effectiveness of the proposed multi-agent control and management system for building microgrid.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.50-64
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• 2011

In this paper, a DC-coupled photovoltaic (PV), fuel cell (FC) and ultracapacitor hybrid power system is studied for building microgrid. In this proposed system, the PV system provides electric energy to the electrolyzer to produce hydrogen for future use and transfer to the load side, if possible. Whenever the PV system cannot completely meet load demands, the FC system provides power to meet the remaining load. The main weak point of the FC system is slow dynamics, because the power slope is limited to prevent fuel starvation problems, improve performance and increase lifetime. A power management and control algorithm is proposed for the hybrid power system by taking into account the characteristics of each power source. The main works of this paper are hybridization of alternate energy sources with FC systems using long and short storage strategies to build an autonomous system with pragmatic design, and a dynamic model proposed for a PV/FC/UC bank hybrid power generation system. A simulation model for the hybrid power system has been developed using Matlab/Simulink, SimPowerSystems and Matlab/Stateflow. The system performance under the different scenarios has been verified by carrying out simulation studies using a practical load demand profile, hybrid power management and control, and real weather data.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.225.2-225.2
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• 2010

전 세계는 온실 가스의 방출을 줄이기 위하여 기존의 화석연료를 대체할 수 있는 에너지를 찾기 위해 연구개발에 박차를 가하고 있다. 이러한 계속적인 연구에서, 전 세계의 국가들은 태양열, 풍력, 지열 및 수소에너지와 같이 화석연료를 대체할 다양한 가스를 조사해왔다. 대체에너지 중 수소 연료는 실제로 배출가스가 없기 때문에 가장 유망한 대안이라고 할 수 있다. 연료전지자동차용 연료로 수소를 사용하기 위해서는 저장합금, 액체 및 압축 상태로 저장할 수 있다. 이 중 세계 대부분의 자동차 메이커 들은 수소를 압축하는 방식을 채택하고 있으며, 주행거리를 확보하기 위하여 고압상태로 수소가스를 저장하는 방식을 사용한다. 수소연료전지 자동차용으로 고압의 수소를 저장할 수 있고, 자동차에 탑재할 수 있도록 가벼운 용기의 개발이 진행되고 있다. 이 중 Type3와 Type4 형태의 용기가 시범적으로 적용되고 있으며, 이러한 용기의 안전성을 확보하기 위한 기준들이 국 내외에서 개발되고 있다. 현재 국제기준 중 UN ECE의 WG.29에서 선진국들을 중심으로 수소연료전지 자동차용 용기의 안전성 평가를 위한 기준을 개발하고 있다. 본 연구에서는 ISO. 15869의 기술기준에 대한 안전성 분석과 미국의 SAE J2579의 기술 보고서에서 제시한 새로운 개념의 안전성 평가 기법을 기준으로 제정되고 있는 UN ECE WG.29의 draft초안을 비교하고, 향후 수소연료전지 자동차용 용기를 위한 국내기준의 방향을 제시하고자 한다.

• 신재생에너지
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• 제4권3호
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• pp.51-57
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• 2008

The objective of this study is to develop and validate a compressed hydrogen storage system for fuel cell vehicles. The type3 composite cylinder consists of full wrapped composites on a seamless aluminum liner. The key technologies, including design, analysis, and optimized fabrication process for 350bar composite cylinder, were established and verified, and the facilities for fabrication and validation testing have been constructed. Prototype cylinders were fabricated and validated through burst test and ambient cycling test in accordance with international standard.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.203-204
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• 2022

This study reviewed the impact resistance properties according to the thickness of concrete as part of a research on the protection technology for high-velocity projectile that may occur during an explosion of small green energy facilities such as a hydrogen station and an energy storage system.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제12권1호
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• pp.29-38
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• 2001

Zr-Mn-Ni 3성분계 합금으로서 $ZrMn_2Ni_x$ (x=0.0, 0.3, 0.6, 0.9 and 1.2) 합금을 제작하여 이들의 수소저장특성과 전기화학적 특성을 조사한 결과 $ZrMn_2Ni_x$ 모든 조성에서 C14 Laves phase가 형성되었다. 여러 합금 중에서 $ZrMn_2Ni_{0.6}$ 합금이 비교적 활성화가 빨리 이루어졌고(약 11회 싸이클 후), 방전용량이 가장 컸다(최대 45mAh/g). 모든 합금에서 6M KOH 전해질에 Zr이 가장 잘 용해되었다. $ZrMn_2Ni_{0.6}$ 합금은 다른 합금들에 비해 Mn과 Ni이 더 많이 용해되었다. $ZrMn_2Ni_{0.6}$ 합금이 비교적 활성화가 빨리 이루어지고 방전용량이 컸는데, 이에 따른 활발한 충 방전으로 인하여 Zr, Mn, Ni이 많이 용해되어 나온 것으로 사려된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제8권2호
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• pp.79-90
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• 1997

Extensive work has been done on investigating the inner cell pressure characteristics of sealed type Ni-MH battery in which Zr-Ti-Mn-V-Ni alloy is used as anode. The inner cell pressure of this type Ni-MH battery much more increases with the charge/discharge cycling than that of the other type Ni-MH battery where commercialized $AB_5$ type alloy is used as anode. The increase of inner cell pressure in the sealed type Ni/MH battery using Zr-Ti-Mn-V-Ni alloy system is mainly due to the accumulation of oxygen gas during charge/discharge cycling. The accumulation of oxygen gas arises mainly due to the low rate of oxygen recombination on the MH electrode surface during charge/discharge cycling. The difference of oxygen recombination rate between $AB_5$ type electrode and Zr-Ti-Mn-V-Ni electrode is caused by the difference of electrode reaction surface area resulting from different particle size after their activation and the difference of surface catalytic activity for oxygen recombination reaction, respectively. After EIS analysis, it is identified that the surface catalytic activity affects much more dominantly on the oxygen recombination reaction than the reaction surface area does. In order to suppress the inner cell pressure of Ni-MH battery where Zr-Ti-Mn-V-Ni is used as anode, it is suggested that the surface catalytic activity for oxygen recombination should be improved.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제33권1호
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• pp.23-29
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• 2019

리튬이온 배터리와 같은 충전식 배터리는 에너지의 저장장치로서 최근의 에너지 이용의 변화에 따라 크게 주목받고 있을 뿐 아니라 실제로 다양한 소형 전기기기 및 전기 자동차의 전기에너지 저장시스템으로 폭넓게 적용되고 있다. 하지만 리튬이온 배터리는 화재나 폭발 등의 위험성이 항상 존재하여 사용의 폭을 제한시키고 있다. 배터리화재가 일반적인 화재와의 다른 특성은 여러 가지가 있지만 그 중에 가연물질이 전해질에서 이온화 되어있다는 특성이다. 본 연구에서는 배터리 화재를 이해하기 위해서 양이온과 전자 등으로 이온화된 메탄 제트화염에서의 연소특성을 실험적으로 관찰하였다. 화염 형상 및 화염안전성은 현재의 실험조건에서는 연료 이온화 효과가 없었고, 제트화염 후류에서 측정한 CO와 NOx의 농도가 이온화연료에서 모두 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 이온화 메탄 연소특성의 파라미터 연구를 위하여 수치해석의 반응기구를 수소첨가의 형태로 단순화하여 이온화연료의 연소특성을 모사할 수 있는지에 대한 모델링 검토를 수행하였다. 연료 이온화의 영향으로 수소의 농도는 증가시키되 반응 후 온도는 일정함을 가정하여 모델링하면 실험결과와 일치하는 결과를 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제22권2호
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• pp.125-132
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• 2011

본 연구에서는 차세대 연료전지 기술로서 일체형 재생 연료전지(Unitized Regenerative Fuel Cell, URFC)에 대하여 검토하였다. URFC는 신재생 에너지원과 연료전지의 하이브리드 시스템 구현을 목적으로 하는 필수 기술이며 21세기 수소경제 사회 완성을 위한 신기술로 평가된다. 특히 본 연구에서는 URFC 요소 기술로서 고분자 전해질 막에 대한 연구 결과를 정리하여 URFC 기술의 이해를 돕고자 하는 것이 목적이다. URFC용 고분자 전해질 막은 기능적 특성상 높은 수소이온 전도도, 치수안정성, 기계적 물성 및 계면 안정성이 요구된다. 이를 바탕으로 미래 에너지원인 수소의 생산, 저장, 이용을 일체화된 시스템으로 완성시킬 수 있는 URFC 기술은 향후 연료전지 기술과 더불어 풍력과 태양광 발전 등의 신재생 에너지 관련 기술을 함께 발전시킬 수 있는 새로운 연구 분야가 될 것으로 판단된다.