• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권2호
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• pp.119-126
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• 2002

The methanol partial oxidation using commercial $CuO/ZnO/Al_2O_3$ catalysts in a plug flow reactor was studied in the temperature range of $200{\sim}250^{\circ}C$ at atmospheric pressure, It was achieved the high activities by Cu-based catalysts and the selectivity of $CO_2$/$H_2$ was 100% when $O_2$ was fully convened. The reactivity changes and their hysteresis with increasing/decreasing temperatures were observed due to the chemical state differences between the oxidation and the reduction on the Cu surface, It was suggested as the two-step reaction: the complete oxidation and the following steam reforming for methanol, which was indicated by the distributions of final products vs. the residence time. In addition, the complete oxidation step was shown to be extremely fast and the total reaction rate can be controlled by the steam reforming reaction.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.21-27
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• 2011

메탄올 수증기 개질반응에 대한 적용가능성을 파악하기 위하여 메탄올 합성용 촉매인 ICI-M45와 수성가스 전환반응용 촉매인 MDC-3와 MDC-7을 비교 연구하였다. 또한 수성가스전환 반응에 대한 세 촉매의 비교실험도 수행하였다. 그 결과 MDC-7이 메탄올 수증기 개질반응에서 가장 높은 전화율을 보였으며, $H_2$와 $CO_2$ 생성속도 또한 높게 나타났다. 수성가스 전환반응용 촉매인 MDC-7과 메탄올 합성촉매인 ICI-M45를 이용하여 촉매 충진 방법에 따른 메탄올의 전화율에서의 변화를 살펴본 결과, MDC-7 단독보다 낮은 메탄올의 전화율을 보였다. 수성가스 전환반응에서도 DC- 7, MDC-3, 그리고 ICI-M45의 순으로 반응성이 감소하였다. 상기 두 반응에서 MDC-7이 가장 우수한 이유로는 높은 비표면적과 Cu의 분산도, 그리고 적절한 Cu와 Zn의 비율에 기인함을 확인할 수 있었다.

• Carbon letters
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• 제9권4호
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• pp.303-307
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• 2008

The studies on integrated operation of fuel cell with fuel processor are very essential prior to its commercialization. In this study, Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) was operated with a fuel processor, which is mainly composed of two parts, methanol steam reforming reaction and preferential oxidation (PROX). In fuel processor, ICI 33-5 (CuO 50%, ZnO 33%, $Al_2O_3$ 8%, BET surface area: $66\;m^2g^{-1}$) catalyst and CuO-$CeO_2$ catalyst were used for methanol steam reforming, preferential oxidation (PROX) respectively. PEMFC was operated by hydrogen fuel generated from fuel processor. The resulting gas from PROX reactor is used to operate PEMFC equipped with our prepared anode and cathode catalyst. PtRu/C catalyst gives more tolerance to CO.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2001년도 연료전지심포지움 2001논문집
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• pp.161-166
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• 2001

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.115-118
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• 2004

• 한국가스학회지
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• 제26권5호
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• pp.16-21
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• 2022

메탄올 수증기 개질 반응을 이용하여 수소를 제조하는 촉매의 반응 속도에 대해서 연구하였다. 다공성 및 열적 안정성이 우수하고, 높은 비표면적, 약한 루이스 산점과 염기성을 가지고 있는 하이드로탈사이트를 지지체로 하여 메탄올 합성 시 자주 사용되는 구리를 주 활성금속으로 함침시켜서 제조하였으며, 제조된 촉매의 고유한 활성화 에너지 및 전 지수 인자에 대해서 파악하였다. 본 연구에서는 20wt%의 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매에서 활성화 에너지는 97.4 kJ/mol, 전 지수 인자는 5.904 × 10¹⁰으로 계산되었으며, 계산된 값을 이용하여 공정모사를 수행한 결과는 실험결과와 유사함을 보여주었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권1호
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• pp.78-85
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• 2023

구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 고유 키네틱 데이터를 이용하여 메탄올 수증기 개질 반응의 고정층 반응기 Computational Fluid Dynamics(CFD) 시뮬레이션을 수행하였다. 이전 연구결과로부터 얻어진 20wt%의 구리가 함침된 하이드로탈사이트 촉매의 활성화 에너지는 97.4 kJ/mol, 전 지수 인자는 5.904 × 10¹⁰를 이용하였다. 그리고 고유의 키네틱 데이터를 사용하여 반응온도 (200-450 ℃) 및 메탄올과 물의 몰비 변화에 따른 전환율을 관찰하였다. 또한 위의 키네틱 상수를 power law 모델을 사용하여 Axial 2D Symmetry 시뮬레이션을 통해 상용반응기(I.D. 0.05 - 0.1 m, Length 1 m)의 열 및 물질유동해석을 예측하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권3호
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• pp.261-269
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• 2015

본 연구에서는 전산유체역학 상용 코드를 이용하여 곡유로 채널형 수소 개질기에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 상용코드에서 제공하는 연소모델의 사전 검증을 위하여 원통 채널형 개질기 형를 가지는 선행연구모델(23)에 대한 수치해석을 선행하여 수행하였고, 95% 이상 일치하는 결과를 얻을 수 있었다. 선행연구모델의 수치해석을 통해 연소모델에 대한 해석 타당성검증이 완료된 후, 반응기 형태 변화가 메탄올 전환율과 수소생성에 미치는 영향을 파악하여 기존보다 유로의 길이가 증가한 곡유로 채널형 개질기를 설계하고, 유량조건($10/15/20{\mu}l/min$)을 변수로 수치해석을 수행하였다. 그 결과 원통 채널형 개질기와 곡유로 채널형 개질기에서 발생하는 유동 특성 및 물질전달 특성을 파악할 수 있었고, 그리고 유량에 따른 메탄올 전환율 및 수소 생성에 관한 유용한 정보를 얻을 수 있었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제7권2호
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• pp.146-152
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• 2016

A combined system with PEMFC and reformer is introduced and optimized for the real use of this kind of system in the future. The hydrogen source to operate the PEMFC system is methanol, which needs two parts of methanol reforming reaction and preferential oxidation (PROX) for the hydrogen fuel process in the combined operation PEMFC system. With the optimized methanol steam reforming condition, we tested PROX reactions in various operation temperature from 170 to 270 ℃ to investigate CO concentration data in the reformed gases. Using these different CO concentration, PEMFC performances are achieved at the combined system. Pt/C and Ru promoted Pt/C were catalysts were used for the anode to compare the stability in CO contained gases. The alloy catalyst of PtRu/C shows higher performance and better resistance to CO than the Pt/C at even high CO amount of 200 ppm, indicating a promotion not only to the activity but also to the CO tolerance. Furthermore, in a system point of view, there is a fluctuation in the PEMFC operation due to the unstable fuel supply. Therefore, we also modified the methanol reforming by a scaled up reactor and pressurization to produce steady operation of PEMFC. The optimized system with the methanol reformer and PEMFC shows a stable performance for a long time, which is providing a valuable data for the PEMFC commercialization.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.411-418
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• 2020

A reformer is a device for producing hydrogen used in fuel cells. Among them, methanol steam reformer uses methanol as fuel, which is present as a liquid at room temperature. It has the advantage of low operating temperature, high energy density, and high hydrogen production. The purpose of this study is to improve the internal flow of the pressure vessel when a bundle of methanol steam reformer in the pressure vessel goes out to a single outlet. An analysis of equilibrium reaction to methanol steam reforming reaction was conducted using Aspen HYSYS^® (Aspen Technology Inc., Bedford, USA), and based on the results, computational analysis was conducted using ANSYS Fluent^® (ANSYS, Inc., Canonsburg, USA). For comparison of the results, the height of the pressure vessel, outlet diameter, and fillet was set as variables, and the optimum geometry was selected by comparing the effects of gravity and the amount of negative pressure.