• 한국재료학회지
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• 제10권10호
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• pp.715-720
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• 2000

MCFC 작동온도인 $650^{\circ}C$에서 음극의 creep과 소결에 의한 구조적 변형을 막기 위해 기계적 합금법에 의한 Ni-WC분말을 합금화하여 변형에 대한 저항성을 증대시키고자 하였다. 80시간동안 어트리션 밀링을 실시한 분말은 XRD 분석결과 결정규칙이 파괴된 비정질 상을 보였다. 제조된 분말은 적당한 점도의 슬러리로 제조후 테이프 캐스팅법에 의해 green sheet를 제조하였다. 제조된 박판의 두께는 0.9mm였고, 평균 기공 크기는 $3~5{\mu\textrm{m}}$, 기공율은 55%였다. 소결체의 XRD 분석결과 2차성은 생성되지 않았으며, SEM 및 dot-Mapping image를 통해 Ni matrix 안에 W 입자가 미세하고 균일하게 분포되어 있어 고용강화 및 분산강화를 통해 Ni 음극의 기계적 특성을 향상시킬 것으로 기대된다.

• 플랜트 저널
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• 제15권2호
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• pp.42-45
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• 2019

용융탄산염 연료전지는 폐열의 온도가 높아 하부 사이클을 구성하여 효율을 높일 수 있다. 이러한 목적으로 연료를 재순환하는 용융탄산염 연료전지에 하부 사이클로 증기 터빈 사이클을 적용한 선행 연구가 있었다. 본 연구는 하부 사이클을 증기 터빈 사이클에서 초임계 이산화탄소 사이클로 대체하는 것을 고려하였다. 그리고 출력을 비교하여 하부 사이클을 대체하는 것에 대한 검토를 하였다. 그 결과 현재 개발 단계의 초임계 이산화탄소 사이클의 출력은 증기 터빈 사이클보다 낮지만, 이론적으로 증기 터빈 사이클보다 출력이 더 커질 수 있음을 확인하였다. 만약 초임계 이산화탄소 사이클이 터빈의 등엔트로피 효율을 89%, 압축기의 등엔트로피 효율을 83%, 복열기의 유용도를 0.9의 수준으로 향상 시킨다면 증기 터빈 사이클과 동등한 출력을 낼 수 있다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.329-335
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• 2020

재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제6권3호
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• pp.178-182
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• 2003

용융탄산염형 연료전지의 특성을 결정짓는 탄산염 전해질에 있어, 기존의 Li-K와 Li-Na 탄산염과는 다른 Li-Na-K 삼원계 탄산염의 특성을 산소환원 및 산화니켈 용해거동을 통해 검토하였다. 대상 삼원계 전해질은 Li-Na-K=47.4-32.6-20, 60-20-20, 50-40-10, $40-40-20mo1\%$이었으며, $650^{\circ}C$, 1기압 조건에서 산소환원 거동은 전기화학적 방법을 통해, NiO용해거동은 화학적 방법을 통해 검토하였다 삼원계 조성에 따라 산소환원 전류치의 차이가 관찰되어, 산소용해도가 조성에 의존함을 나타내었다. 또한 $Li-Na-K = 50-40-10 mol\%$ 조성에서는 다른 형태의 산소환원 피크가 관찰되어 조성에 따라 산소환원 메카니즘의 차이가 존재할 수 있음을 시사하였다. 그러나 산화니켈 용해도는 조성에 크게 의존하지 않는 특성을 보여주었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.88.1-88.1
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• 2010

In recent days, the study for the renewable energy is required to supplement traditional energy source. One of the renewable energy of Fuel Cell is classified according to the electrolytes. It is the MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) for this study. One of the equipments of the heat exchangers is important component for efficiency and cost. In MCFC system, several heat exchangers are used according to the application. It is named for the humidifier because it is to preheat the fuel and water so that a reactor will convert some of the incoming fuel to hydrogen. Then, hot side fluid service is used the exhausted gas from the fuel cell and cold side fluid service is the fuel and water. The operation temperature range is about 25~500 Celsius Degree. This heat exchanger has the problems of heat transfer considering to multiphase fluid and phase changing. So it is necessary to analyze the heat transfer characteristics and to propose the reasonable design methodology for the humidifier. In this study, the thermal characteristic for the humidifier is estimated by using commercial tool of heat exchanger design and rating. And this study provides the testing methodology and presents the results for test facility of fabrication and for testing.

• 전기화학회지
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• 제5권2호
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• pp.62-67
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• 2002

용융탄산염 연료전지의 성능 저하와 수명 감소의 원인이 되는 부식 현상을 규명하고자 분리판 재료로 가장 널리 사용되고 있는 AISI-type 316L stainless steel을 대상으로 62Li/38K계 용융탄산염 내에서의 부식 실험을 수행하였다. 부식의 형태 및 속도는 환경에 의하여 다양하게 변화하게 되며, 용융탄산염 내에서 AISI-type 316L stainless steel의 부식 속도는 부식 반응에 의하여 형성되는 부동태 산화막의 안정성에 의하여 크게 영향을 받는다. 전기화학적 분극 거동을 분석한 결과 용융탄산염 연료전지의 anode가슨 분위기에서는 안정한 부동태 산화막이 형성되지 않았다. 순환 전압전류법과 정전위법을 이용한 부식 생성물의 X-ray분석을 통하여 특정한 전기화학적 전위 영역에서 반응기구와의 인과관계를 규명하고 다양한 형태의 부식 반응들을 분리해 내었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1322-1324
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• 2002

For developing a 100 kW MCFC power generation system, Several design parameters for a fuel cell stack and system analysis results by Cycle Tempo, a processing computer soft ware, were described. Approximately 170 cells are required to generate 100 kW at a current density of 125 mA/$cm^2$ with 6000 $cm^2$ cells. An overall heat balance was calculated to predict exit temperature. The 100 kW power is expected only under pressurized operation condition at 3 atm. Recycle of cathode gas by more than 50% is recommended to run the stack at 125 mA/$cm^2$ and 3 atm. Manifolds should be designed based on gas flow rates for the suggested operating condition. The fuel cell power generation system was designed conceptually with several choices of utilization of anode exhaust gas. Also system efficiency was calculated at various type of system and operation conditions.

• 한국결정성장학회:학술대회논문집
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• 한국결정성장학회 1997년도 Proceedings of the 13th KACG Technical Meeting `97 Industrial Crystallization Symposium(ICS)-Doosan Resort, Chunchon, October 30-31, 1997
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• pp.69-74
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• 1997

MCFC(Molten Carbonate Fuel Cell) Ni anode의 기계적 특성을 개선시키기 위해서 Ni-W복합재료를 기계적 합금법으로 제조하였다. 기계적 합금화한 분말을 XRD, SEM으로 관찰한 후 두께 1mm, 직경 8mm의 원반형으로 성형하였다. 소결은 120$0^{\circ}C$의 수소 분위기내에서 10시간 행하였다. 이렇게 제조한 시편의 절단된 면을 연마하여 SEM 및 EDX로 관찰하였으며 XRD로써 성분분석 하였다. 기계적 합금화 시간이 증가함에 따라 불충격에 의한 결정립 미세화가 이루어졌으며 80시간 기계적 합금시 재료의 규칙적인 결정이 파괴되어 비결정질화 되었다. 기계적합금으로 Ni 기지내에 균일하게 분포된 W은 분산강화효과를 통해 Ni anode의 기계적 특성을 개선시킬 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.87.2-87.2
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• 2010

The steady and dynamic process model for an internal reforming molten carbonate fuel cell power plant is discussed in this paper. The dominant thermal and chemical dynamic processes are modeled for the stack module and balance-of-plant, including cathode gas preparation, heat recovery, heat loss (Each heat loss amount for the stack and MBOP is obtained from real plant data) and fuel processing. Based on dynamic model and control demand, PID controllers are designed in the whole system. By applying these controllers we can obtain temperature balance of stack and control system depending on changing steam to carbon ratio, air feed amount, and transient condition.

• 한국세라믹학회지
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• 제32권2호
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• pp.197-208
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• 1995

${\gamma}$-LiAlO2 fibers for fiber reinforced molten carbonate fuel cell (MCFC) matrix have been produced from LiAlO2 complex polymeric sols using the sol-gel process. The stable and spinnable LiAlO2 sols could be synthesized by mixing LiNO3 alcohol solutions in aluminum complex polymeric sols prepared through the condensationpolymerization reaction of 1 more of aluminum tri-sec-butoxide with 0.55 mole of mixed chelates (mole ratio of acetylaceton/triethanolamine=0.25/0.3). It was found that the viscosity range for fiber-spinning should be higher than 30 poise. The defect-free flexible ${\gamma}$-LiAlO2 fibers with the average tensile strength of 350 MPa could be obtained when the spinned fibers were heat-treated to 120$0^{\circ}C$ on the specified heating schedule after dried at room temperature.