• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.5
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• pp.626-629
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• 2018

Fuel cell is one of the promising electrochemical technologies enabling power production with various fuel sources such as hydrogen, hydrocarbon and even solid carbon. However, its long-term performance is often unstable and unpredictable. In this work, we observed that gasification-driven hydrocarbons were the culprit of unpredictability. Therefore, we controlled the presence of hydrocarbons with the help of external gas supply, i.e. argon and carbon dioxide, and suggested the optimal amount of carbon dioxide required for predictable fuel cell operations. Our optimization strategy was based upon the following observations; carbon dioxide can work as both an inert gas and a fuel precursor, depending on its amount present in the reactor. When deficient, the carbon dioxide cannot fully promote the reverse Boudouard reaction that produces carbon monoxide fuel. When overly present, the carbon dioxide works as an inert gas that causes fuel loss. In addition, the excessive carbon monoxide may result in coking on the catalyst surface, leading to the decrease in the power performance.

• Journal of Energy Engineering
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• v.8 no.2
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• pp.309-316
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• 1999

A numerical study for the turbulent reacting flow in an orimulsion gasifier has been carried out to analyze the characteristics of chemical reaction by orimulsion droplets. In this study, our interest has been focused on the effect of oxidizer to orimulsion ratio, which is one of the key parameters of gasification operation, as well as on the distribution of chemical species. In addition, we have conducted numerical calculations to understand the effect of droplet size, spray angle and injection velocity of fuel so as to acquire the basic information on the operating range of orimulsion gasifier. The result of numerical calculations showed that the gas composition of CO and H$_2$concentrations was the highest when the oxidizer to orimulsion ratio was about 0.88 and the reactivity of orimulsion increased as the droplet size reduced with proper spray angle. Also, we have carried out the analysis on the orimulsion gasification in the 100 ton/day-scale gasifier based upon the prior study in order to obtain the basic data for the proper operating condition using orimulsion feed.

• Journal of Energy Engineering
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• v.20 no.4
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• pp.309-317
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• 2011

The effect of physical properties of coal fuels and carbon particle on performance of DCFC (Direct Carbon Fuel Cell) was investigated. Shenhua and Adaro were selected as coal fuel and carbon particle was used for comparing with coal. The Ultimate, proximate, SEM, XRD, and BET analysis of samples were conducted. The component of char was more important than that of raw coal because the operating temperature of reactor is higher than devolatilization region of coal. The surface area and volume of pores affected significantly the performance of the system than content of fixed carbon or char rates. The performance of DCFC with carbon particle was in proportional to working temperature.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.533-536
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• 2006

재생 가능한 자원인 동 식물성 기름으로부터 제조되는 수소용 연료 바이오디젤은 낮은 대기오염 배출과 $CO_2$ Neutral 특성으로 환경 친화적인 연료로 인정을 받으며 전 세계적으로 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 바이오디젤 생산 기술에는 직접이용법, 마이크로 에멀젼법, 열분해법, 에스테르화법, 초임계 메탄올 이용 생산법 등이 있으며 현재의 대부분의 상용 공정은 전이에스테르화법에 근거하고 있다. 이 공정은 크게 나누어 원료 유지 물질의 전처리 단계, 촉매를 사용하여 알콜과 에스테르화시키는 단계, 그리고 생성된 바이오디젤/글리세린의 분리와 정제 단계로 이루어지며 각 단계의 세부기술은 바이오디젤 생산비에 직접적인 영향을 미친다. 본 연구에서는 대두 원유의 전처리 반응, 전처리된 대두원유의 전이에스테르화 반응, 그리고 분리 및 정제 공정의 운전 변수들의 영향에 대한 연구결과와 본 연구를 통해 확립된 생산 공정으로 생산한 연료 grade의 바이오디젤 연료 물성 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.462-465
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• 2007

석탄가스화 수소생산 기술 분야는 석탄 등의 화석연료를 이용하여 고온, 고압하에서 반응가스(산소, 수증기, 수소)와의 화학적 반응을 통해 생산된 연소성 가스 ($H_2$, CO, $CO_2$ 등)를 전환반응(WGS) 및 분리반응을 거쳐 효율적으로 청정하게 수소를 생산해 내는 기술이다. 전력산업에서 석탄가스화 수소생산은 그 사용 방법(연료전지, 수소 터빈, 분산 이용 등)에 따라 발전시스템의 고효율화를 지향하고, zero-emission을 실현하는 첨단 발전 시스템의 종합 구현을 목표로 하고 있으며, 더불어, 도래하는 수소 경제로의 전이에 대비에 석탄을 이용한 중앙(Central) 수소생산 시스템을 구현하여 이송 및 전환을 통한 지역적 분산 이용을 가능케 하는 종합적인 인프라를 구축하는 기술이다. 본 기술에는 석탄가스화 기술, 수성가스 전환기술, 수소/$CO_2$ 분리기술, 이송용 연료 전환기술 등이 포함된다. 석탄가스화 수소생산 기술은 급등하는 오일 가격과 이의 수입사용 증가에 대응하기 위한 에너지 안보 대책 마련 및 효율 극대화의 필요성과 더불어, 전력산업에서 화력 발전시스템의 궁극적 실현 목표인 고효율, 초청정의 전력생산 시스템의 구현을 가능케 하여, 향후 화석 연료를 이용한 미래 발전 기술을 선도 할 것으로 기대된다. 더불어, 수소 경제로의 전환 시 수소 수요의 급팽창에 대비한 경제적인 대규모 수소생산 기술의 개발이 필요하며, 이에 기술 실현성이 가장 높은 석탄가스화 수소생산 기술의 개발 구현이 요구된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.157-162
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• 2014

In this research, we investigate electrical performance and electrochemical properties of carbon supported Pt (Pt/C) that is synthesized by polyol method. With the Polyol_Pt/C that is adopted for oxygen reduction reaction (ORR) as cathode of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), their catalytic activity and ORR performance and electrical performance are estimated and compared with commercial Pt/C(Johnson Mattey) catalyst. Their electrochemically active surface (EAS) area are measured by cyclic voltammetry (CV), respectively. On the other hand, regarding ORR activity and electrical performance of the catalysts, (i) linear sweeping voltammetry by rotating disk electrode and (ii) PEMFC single cell tests are used. The CV measurement demonstrate EAS of Polyol_Pt/C is compared with commercial JM_Pt/C. In case of Polyol_Pt/C, its half-wave potential, kinetic current density are excellent. Based on data obtained by half-cell test, when PEMFC single cell tests are carried out, current density measured at 0.6V and maximum power density of the PEMFC single cell employing Polyol_Pt/C are better than those employing commercial Pt/C. Conclusively, Polyol_Pt/C synthesized by modified polyol process shows better ORR catalytic activity and PEMFC performance than other catalysts.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.331-331
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• 2015

차세대 원자로 핵연료의 성능을 제한하는 금속연료-피복관 상호반응 현상(FCCI)을 방지하기 위한 방안으로 Cr 도금기술의 적용성을 연구하였다. 도금 성능을 평가하기 위한 예비 시험 결과 Cr 도금층은 핵연료와 피복관의 상호반응을 억제함이 확인되었다. 도금층 성질을 개선하기 위한 연구와 함께 Cr층을 피복관 내면에 도금하는 연구를 수행하였다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.289-321
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• 2003

o연료전지 시장은 기술의 경쟁력 확보에 따라 Market Potential이 큰 사업 분야임. o연료전지 사업이 활성화되기 위해서는 경제성과 안전성의 문제 때문에 연료전지용 연료변환장치의 기술개발이 필수적임. o연료변환장치의 활용 분야에 따라 적정 연료, 적정 촉매 선정 및 열전달 효율을 극대화하는 반응기 설계 필요. o연료전지 자동차의 경우 기술의 난이도 때문에 궁극적으로는 On-board fuel processor보다 On-site fuel processor에 의한 수소 공급 station의 형태가 바람직함. o정부주도하에 조직적이고 체계적인 연구개발 필요.

• Fire Science and Engineering
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• v.22 no.5
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• pp.79-82
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• 2008

Biodiesel is manufactured from vegetable oils, etc. in reaction with methanol so that the product of biodiesel may be dangerous due to the methanol remained of it. The risks of methanol remained in biodiesel were studied by measuring flash points and dynamic viscosity to some samples of biodiesel by adding methanol to a certain percentage of. The results of flash points of biodiesel are decreased in accordance with increasing of methanol in biodiesel and also decreasing the dynamic viscosity. It was shown that the risks of explosion of biodiesel are significantly high due to lower flash points resulted from methanol remained in biodiesel fuel as a reactant or adding to biodiesel for reduction of viscosity.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.17-20
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• 2006

한국에너지기술연구원에서는 가정용 고분자연료전지 열병합 발전시스템을 위한 통합형 천연가스 연료처리 시스템을 개발해 왔다. 가정용 시스템으로서 필수적인 소형화와 고효율을 현실화하기 위해, 연료처리 시스템의 각 단위 공정 즉 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 공정 등을 이중 동 심관형 반응기에 통합하여 상호 열교환이 용이하도록 반응기를 설계하였다. 현재 시험 운전 중인 Prototype-I 연료 처리 시스템은 1kW급 고분자 연료전지 열병합 발전 시스템에 개질 가스를 공급하기 위해 설계되었으며, 기초 성능은 정격 부하 운전시 열효율 78% (HHV 기준), 메탄 전환율 91%이다. 개질 가스 내 일산화탄소 농도는 고분자 연료전지 전극의 피독을 피하기 위해 10ppm 이하로 유지되어야 하며, Prototype-I 연료 처리 시스템은 백금과 루테늄 촉매를 적용한 선택적 산화 반응기를 통해 개질 가스 내 일산화탄소 농도를 10ppm 이하로 제거하였다. 일반 가정에서는 고분자 연료전지 시스템의 부하 변동이 예상되기 때문에 연료 처리 시스템의 부하 변동 운전 특성도 살펴보았다 정격 부하에서 80%, 60%, 40%로 부하를 변동하며 운전하였고, 각 부하에서 안정한 메탄 전환율과 10ppm이하의 일산화탄소 농도를 보였다. 80%까지는 열효율이 77%로 큰 변화를 보이지 않았으며, 60%에서는 76%, 40%에서는 72%로 열효율이 감소하는 현상을 보였다 연료 처리 시스템의 일일 시동-정지 운전시 내구성을 테스트 중이다. 현재까지 50여회의 일일-시동 정지를 시도하였다 시동 후 약 세 시간가량의 정력 부하 운전을 실시한 후 부하 변동을 실시하였고, 총 운전 시간 8시간 정도 운전한 후 시스템을 정지하였다 메탄 전환율과 일산화 탄소 농도, 열효율을 모니터링 하고 있으며, 현재까지 초기 성능을 그대로 유지하고 있다. 앞으로 일일시동-정지 운전 시험을 지속하면서 초기 시동 특성 및 부하 변동에 따른 응답 특성 개선, 그리고 연료전지와의 연계 운전을 실시할 예정이다