• Journal of Energy Engineering
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• v.2 no.1
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• pp.75-82
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• 1993

A 50 ㎾ phosphoric acid fuel cell(PAFC) system using natural gas was simulated for steady state with the commercial software, ASPEN PLUS. The USER block and the FORTRAN block were prepared to simulate the cell. The changes of hydrogen yield according to the variation of several operating conditions were examined and the operating conditions to maximize hydrogen yield were obtained. The simulation results agree with the real data, which can be used to prepare the basic process data and the optimal conditions for the domestic commercial fuel cell system. H$_2$utilization rate over 50% should be maintained to achieve the efficiency of the conventional electricity generation. Energy consumption can be reduced by utilizing the heat released from the reformer and the cell which are operated at high temperatures.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2002.05c
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• pp.1-5
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• 2002

고체산화물 연료전지는 무공해 고효율의 에너지 발전 장치이다. 연료전지는 형태는 1 세대 알카리형 연료 전지부터 인산형, 고분자전해질형, 직접메탄올형, 용융탄산염형 그리고 3세대인 고체산화물형 연료전지들이 있다. 고체산화물 연료전지는 음극 및 양극 그리고 고온에서 작동되기 때문에 전해질 및 내부연결재 등이 많이 연구 개발되고 있다. 고체산화물 연료전지는 이동형으로부터 소형발전 시스템 및 대형 복합발전시스템에 걸쳐 많이 개발이 이루어지고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.98.1-98.1
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• 2013

현재 상용화되어 있거나 상용으로 개발하는 연료전지시스템의 큰 특징은 작동온도로 구분할 수 있다. 저온형 연료전지는 낮은 작동온도로 운전이 용이하고 출력밀도가 높아 자동차용 및 가정용 등으로 사용되고 있는 반면, 작동온도가 높은 고온형 연료전지의 경우는 높은 발전효율과 고온 폐열의 이용 등의 목적으로 주로 전력사업용 연료전지로 개발되고 있다. 본 발표에서는 주로 발전용에 사용되고 있는 우리나라의 고온형 연료전지의 개발 이력 및 현재의 산업화 현황에 대해 정리하여 보고드리고자 한다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.3
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• pp.27-34
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• 2023

Using ammonia as fuel for solid oxide fuel (SOFC) cells has become an attractive topic nowadays due to its high efficiency, environmental friendliness, and ease of storage and transportation. Several configurations of ammonia-fed SOFC systems have been proposed and investigated, demonstrating high electrical efficiency. However, to further enhance efficiency, it is crucial to understand the inefficient components of the system. The exergy concept is well-suited for this purpose, making exergetic analysis essential for ammonia-fed SOFC systems. This study conducts an exergetic analysis for three selected systems: a simple fuel cell system (FC), an anode off-gas recirculation system (RC-FC), and a recirculation system with water removal (RC-WR-FC). The results reveal that the exergetic efficiencies of the FC, RC-FC, and RC-WR-FC are 48.7%, 51.6%, and 58.4%, respectively. In all three systems, the SOFC stack is the main source of exergy destruction. However, other components with relatively low exergetic efficiency, such as the burner, air heat exchanger, and cooler/condenser, offer greater opportunities for improvement.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.11a
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• pp.95-97
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• 2008

본 논문에서는 연료전지발전용 고효율 계통 연계용 전력변환기를 제안한다. 제안하는 전력변환기는 3상 전류형 능동클램프 DC/DC 컨버터와 계통연계용 인버터로 구성되어 있다. 제안하는 전력변환기의 동작을 분석하기 위해 연료전지의 출력을 모의하는 모델과 제안하는 전력변환기의 모델을 PSCAD/EMTDC를 이용하여 개발하였다. 개발한 시뮬레이션모델을 이용한 분석을 토대로 실험에 의한 검증이 가능한 하드웨어장치의 기본 설계를 실시하였다. 제안하는 전력변환기는 정격출력에서 저 전압특성을 갖는 연료전지를 효율적으로 전력계통에 연계하는데 유용할 것으로 보인다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1993.05a
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• pp.96-100
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• 1993

상용 모사기인 ASPEN PLUS를 이용하여 메탄올을 원료로 한 고체 고분자 전해질 연료전지 발전 시스템의 정상상태 전산 모사를 실시하여 최적의 설계를 시도하였다. 연료전지 본체의 모사를 위하여 USER block과 FORTRAN block을 작성하였으며, 다른 공정은 ASPEN PLUS에서 제공되는 모델을 사용하였다. 모사 결과, 실제 경우와 근사한 값을 얻었으며, 이를 근거로 하여 조업조건에 따른 출력의 변화를 살펴봄으로써 효율을 최대로 하는 각 단위공정의 최적 조업조건을 찾아내었다. 이로부터 향후 실용화될 국내의 고체 고분자 전해질 연료전지 발전 시스템에 대한 기본 자료를 제시할 수 있으며, 개발되는 공정은 고온으로 조작되는 개질기의 열을 효율적으로 회수하여 이용함으로써 공정의 에너지 효율을 높이도록 하여야 한다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2018.07a
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• pp.472-473
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• 2018

최근 무분별한 화석 연료 사용으로 인한 환경 문제가 대두되면서, 대체 에너지에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 고효율, 저소음, 연료의 유연성 및 친환경 등 높은 장래성을 함축하고 있는 연료 전지를 채택하였다. 하지만 일반적인 연료 전지는 24~48[V]의 낮은 출력 전압 특성을 가지고 있어, 수용가 측에서 요구하는 전압 레벨로 승압하기 위해 Boost Converter를 필요로 한다. 하지만 기존 Boost Converter 방식의 경우 고 승압에 있어 많은 어려움이 따른다. 본 논문에서는 문제의 해결 방안으로 두 대의 Boost Converter를 직렬 연결한 2-Stage 방식을 채택하여 고 승압을 이루었다. 또한 최적 효율이 되기 위한 전압 값을 도출하여, 효율적인 시스템 운영이 가능하였으며, PSIM Simulation을 통하여 검증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.04b
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• pp.209-211
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• 2009

본 논문에서는 고효율 DC-DC 컨버터와 인버터에 의한 연료전지발전용 전력변환기를 제안한다. 제안하는 전력변환기는 Boost Converter와 LLC공진 컨버터의 2 stage 조합으로 구성되어 있다. 제안하는 전력변환기의 동작을 분석하기 위해 PSCAD/EMTDC를 이용하여 연료전지의 출력 동특성을 나타내는 모델과 제안하는 전력변환기의 모델을 개발하였다. 시뮬레이션모델의 검증을 위해 하드웨어장치를 구성하여 실험을 실시하였다. 제안하는 전력변환기는 정격출력에서 저전압특성을 갖는 연료전지를 전력계통에 고효율로 연계하는데 유용할 것으로 보인다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• v.4 no.1
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• pp.35-47
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• 1979

수자원과 에너지는 식량 생산에 직접 간접으로 큰 영향을 미치고 있으며 또한 1973년 에너지 위기 이후 농업에 사용된 에너지가 효율적으로 사용되었는가에 대한 연구는 농공학자들의 큰 관심이 되어왔다. 본 연구는 필리핀의 수작농업에 있어서 경운정지시 관개에 따른 토양경도의 변화와 , 토양경도와 연료소모율과의 관계를 구명하고, 에너지와 관개수의 효율적인 이용을 연구하고저 건기와 우기에 각각 수행되었으며 그의 결과를 요약하면 다음과 같다. 가. 건기 1) 관개시작후 1-2일간 토양의 수분함량이 증가함에 다라 토양의 경도는 급격히 감소하였으며, 관개 3일째는 온난한 감소를 ,그리고 4일째부터는 거의 변화가 없었다. 2) 토양의 경도에 따라 경운작업시 연료감소율, 기계의 작업성능에 큰 차가 있었으며 , 관개 3일후 토양의 수분함량과 토양의 경도가 안정됨에 따라 각 처리간의 연료의 소모율과 기계의 작업성능도 비슷하였다. 3) IRRI 5 Hp 경운기는 관개수로 인해 경도가 낮아진 토양에서도 이동성 문제가 없을 만큼 충분히 경량이었다. 4) 관개수의 양의 따라 처리별로 경운전 토양의 전단력에 큰 차가 있었으나 , 경운정지작업후의 토양전단력은 전처리에 있어서 거의 비슷하였다. 이는 경운정지작업시 처리간의 연료소모율, 기계의 작업성능의 차로 설명될 수 있다. 5) 경운정지시의 토양상태는 식물의 생육, 잡초의 발생율에 거의 영향을 미치지 않았다. 6) 본 실험은 한가지 토양형식에 대해 수행되었으며 앞으로 여러 토양형식에 대해 이와 같은실험을 수행하여 토양형식에 따른 수분함량, 토양경도, 에너지 소모율들의 관계를 구명하여 관개수의 효율적인 이용이 가능하리라 사료된다. 나. 우기 1) 경운작업전에 이미 토양이 수분으로 포함되어 있는 상태이었으므로, 추가의 관개수가 토양의 경도, 기계의 작업성능, 연료소모율에 영향을 미치지 않았다. 2) 경운정지기간이 가장 짧았던 처리구(3일) 에 있어서 경운정지후 토양전단력이 다른 3 처리에 비해 크게 나타났다. 식물의 생육 또한 타처리에 비해 저조했으며 잡초발생율도 높았다. 3) 경운정지기간이 가장 짧았던 처리구(3일)을 제외한 3처리 간에는 연료소모율, 식물생육, 잡초발생율등이 거의 비슷하였으며, 우기에는 위의 3 처리 중 11 간의 경운정지기간이 가장 효율적인 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.233-263
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• 2003

연료전지차 필요성; 환경오염 측면-지구 온난화 가속,이산화탄소 총량 규제, 자동차 이산화탄소 배출량(배출량의 27% 차지), 고 효율 동력 시스템 필요. 개발 방향; 해외 연료전지 전문회사와 공동개발 추진, 본격 양산 대비한 자체기술 개발, 국내부품 전문업체 육성, 연료전지 실용화 Project 등 적극 참여, 주요 자동차 회사와 주기적 정보교환 회의 실시(중략)