• Membrane Journal
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• v.27 no.4
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• pp.344-349
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• 2017

Alkaline fuel cells using polymer electrolyte membranes are expected to replace proton exchange membrane fuel cells, which have similar system configurations. In particular, in alkaline fuel cells, a low-cost non-platinium catalyst can be used. In this study, to fabricate high performance and high durability anion exchange membranes for alkaline fuel cell systems, two kinds of supports, polybenzoxazole and polyethylene supports, were impregnated with Fumion FAA ionomer, by which we tried to fabricate the support-impregnated membrane which has higher mechanical strength and higher ion conductivity than the Fumion series. Finally, the Pore-filling membranes were successfully fabricated and ionic conductivity and mechanical properties were different depending on the properties of the supports. In the pore-filling membranes with Fumion ionomer on the PE support, excellent mechanical properties were obtained, but ionic conductivity decreased. On the other hand, when the PBO support was impregnated with Fumion ionomer, high ionic conductivity was shown after impregnation due to high basicity of PBO, but the mechanical strength was relatively low as compared with Fumion-PE membrane. As a result, it was concluded that it is necessary to consider the characteristics of the support according to the operating conditions of the alkaline fuel cell during the preparation of the pore-filling membranes.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.3
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• pp.112-118
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• 2018

In order to meet the strict emission regulations for internal combustion engines based on fossil fuel, the proportion of after-treatments for vehicles and vessels is gradually increasing. Diesel engines have high power, good fuel economy, and lower $CO_2$ emissions, and their market shares are increasing in commercial vehicles and passenger cars. However, NOx is generated in the localized high-temperature combustion regions, and particulate matter is formed in the zones of diffusion combustion. LNT and urea-SCR catalysts have been developed for after-treatment of the exhaust gas to reduce NOx in diesel vehicles. This study aims to improve the NOx reduction performance of Cu SCR catalyst, which is widely used in light, medium, and heavy-duty diesel engines. The de-NOx performance of $5Cu-2ZrO_2$/93Zeolyst(Si/Al=13.7) SCR catalyst was about 5-50% higher than that of $5Cu-2ZrO_2$/93Zeolite(Si/Al=2.9) at catalyst temperatures of $300^{\circ}C$ or higher. The zeolite had lower metal dispersion than zeolyst, and the reaction rate of the catalyst decreased as the average particle size increased. The $10Cu-2ZrO_2$/88Zeolyst catalyst loaded with 10wt% Cu had the highest NOx conversion rate of 40% at $200^{\circ}C$ and about 65% at $350^{\circ}C$. The ion exchange rate of Cu ions increased with that of Al, the crystalline compound of zeolite, and the de-NOx performance was improved by 20-40% compared to other catalysts.

• Proceedings of the Korean Operations and Management Science Society Conference
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• 2006.11a
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• pp.75-89
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• 2006

한국전력산업의 탈규제화의 영향으로 각 개별 발전회사들은 자사의 이익을 최대화하기 위한발전계획 수립에 큰 관심을 가지게 되었다. 발전계획은 주어진 연료제약 하에 발전수익과 유지보수비용을 고려하여 시간대별 발전기의 기동, 정지 및 발전출력을 결정하는 문제로서Profit-Based Unit Commitment (PBUC) 문제로 알려져 있다. PBUC 문제는 문제 자체의 복잡성과 비선형 제약식의 특성으로 인하여 과거 연구는 대부분 비선형 제약식 처리를 위한 Lagrangian Relaxation (LR) 기반 휴리스틱 접근법에 초점이 맞추어져 왔다. 하지만, 실제현업 적용에 있어 계산시간이 많이 소요되고 알고리즘의 구현에 많은 기간이 소요되어 실용성은 낮은 것으로 보고되었다. 특히 연료도입 및 저장제약을 고려하기 위한 1년 단위 장기 발전계획 수립은 문제의 범위가 더욱 넓어짐으로 인하여 복잡성이 매우 크게 증가하고, 이에 따라 기존 접근법에 한계가 있어 왔다. 이에 본 연구에서는 국내가스발전소의 사례를 중심으로 발전패턴개념의 도입 및 다양한 발전패턴 생성을 통한 Explicit Column Generation 기반 최적화 접근법을 제안한다. 발전패턴은 Column Generation 접근법의 각 Column에 해당하는 각주별 발전기 기동정지계획을 의미한다. 즉, 미리 유효한 발전패턴의 Pool을 최대한 확보한 후 Explicit Column Generation Formulation을 통하여 주별 최적의 발전패턴을 찾아내는 알고리즘으로 구성이 된다. 본 알고리즘은 실제 가스발전소의 장기 발전계획 수립과정에 적용되어 효과적으로 운용되고 있으며 연간 수십억원의 추가적인 이익을 실현할 것으로 분석되었다. 본 알고리즘을 확장 적용할 경우 PBUC 문제 해결을 위한 새로운 해법으로도 그 효용성이 클 것으로 예상된다.자료이기 때문에 통계적 활용의 범위가 방대하다. 특히 개인, 가구, 사업체 등 사회 활동의 주체들이 어떻게 변화하는지를 추적할 수 있는 자료를 생산함으로써 다양한 인과적 통계분석을 할 수 있다. 행정자료를 활용한 인구센서스의 이러한 특징은 국가의 교육정책, 노동정책, 복지정책 등 다양한 정책을 정확한 자료를 근거로 수립할 수 있는 기반을 제공한다(Gaasemyr, 1999). 이와 더불어 행정자료 기반의 인구센서스는 비용이 적게 드는 장점이 있다. 예를 들어 덴마크나 핀란드에서는 조사로 자료를 생산하던 때의 1/20 정도 비용으로 행정자료로 인구센서스의 모든 자료를 생산하고 있다. 특히, 최근 모든 행정자료들이 정보통신기술에 의해 데이터베이스 형태로 바뀌고, 인터넷을 근간으로 한 컴퓨터네트워크가 발달함에 따라 각 부처별로 행정을 위해 축적한 자료를 정보통신기술로 연계${cdot}$통합하면 막대한 조사비용을 들이지 않더라도 인구센서스자료를 적은 비용으로 생산할 수 있는 근간이 마련되었다. 이렇듯 행정자료 기반의 인구센서스가 많은 장점을 가졌지만, 그렇다고 모든 국가가 당장 행정자료로 인구센서스를 대체할 수 있는 것은 아니다. 행정자료로 인구센서스통계를 생산하기 위해서는 각 행정부서별로 사용하는 행정자료들을 연계${cdot}$통합할 수 있도록 국가사회전반에 걸쳐 행정 체제가 갖추어져야 하기 때문이다. 특히 모든 국민 개개인에 관한 기본정보, 개인들이 거주하며 생활하는 단위인 개별 주거단위에 관한 정보가 행정부에 등록되어 있고, 잘 정비되어 있어야 하며, 정보의 형태 또한 서로 연계가 가능하도록 표준화되어있어야 한다. 이와 더불어, 현재 인구센서스에서 표본조사를 통해 부가적으로 생산하는 경제활동통계를 생산하기 위해서는 개인이 속한 사업체를 파악할 수 있도록 모든 사업체가 등록되어

• Korean Journal of Materials Research
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• v.9 no.8
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• pp.792-797
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• 1999

The 8mol.%Y$_2$$O_3$-$ZrO_2$mainly employed as an electrolyte of solid oxide fuel cells(SOFCs) shows excellent electrical properties but has a weakness in the mechanical properties. Since the electrolyte of SOFCs requires both good electrical and mechanical properties, this study was conducted to meet both requirements. The electrolyte thin films were produced on the LSM(cathode material) substrate of a cell and Si wafer. Four electrolyte film types of single layer and the multiple layer, consisting of 3-YSZ(3mol.%$Y_2$$O_3$) with excellent mechanical properties and 8-YSZ with the excellent electric conduction, were produced by electron beam coating technology. Ther crystal structure and the mechanical properties were also analysed. As the results of the study, the 3-YSZ thin film turned out to be in the tetragonal, partially monoclinic phase, while the 8-YSZ thin film showed the cubic phase. The residual stress in the multiple layer was lower than that of the single layer. The microhardness of the multiple layer was similar to that of the existing 8-YSZ single layer both before and after annealing treatment.

• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.4
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• pp.240-245
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• 2010

In this study, characteristics of wood pellet gasification was studied using a Two Stage Gasifier which is consisted of pyrolysis reactor and ultra high temperature reformer. The average yields of $H_2$, $CH_4$, CO, $CO_2$ were 16.7, 11.3, 37.2, 26.6 L/mim, conversion rate from biomass to gas was 65% in pyrolysis reactor and gas yields in reformer were 55.4, 0.8, 120.8, 56.8 L/mim, respectively. The hydrogen flow rate from reformer is obtained 360.1 L/hr. The most of $CH_4$ was decomposed from 12.3 to 0.3 vol.% while $H_2$ is from 18.2 to 23.7 vol.% in reformer by methane dry reforming, Boudouard reaction, oxidation and/or steam reforming. The amount of $H_2O$ generated by hydration reaction from reformer was 1111.8 g, its accelerated conversion of $CH_4$ to other products. The conversion rate from $CH_4$ to other Compounds was 97.2%. Cold gas efficiency was 53.2%.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.295-295
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• 2007

기계적 에너지를 전기적 에너지로 변화하는 에너지 변환소자인 압전 세라믹스는 액츄에이터, 변압기, 초음파모터, 초음파 소자 및 각종 센서로 응용되고 있으며, 그 응용분야는 크게 증가하고 있다. 최근 이러한 에너지 변화 소자는 앞으로 도래하는 ubiquitous, 무선 모바일 시대의 휴대용 전자제품, robotics, 항공우주, 자동차, 의료, 건축, MEMS 분야 등의 대체 에너지원으로 응용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 특히 인간의 동작 등과 같은 일상적인 동작으로 필요한 전력을 얻을 수 있고, 세라믹 소자를 이용하기 때문에 전자노이즈가 발생되지 않을 뿐 아니라 반영구적으로 사용할 수가 있어서, 기존 이차전지, 연료전지를 대체 또는 보완 할 수 있는 방안도 검토되고 있다. PZT계 세라믹스는 높은 유전상수와 압전특성으로 전자세라믹스분야에서 가장 널리 사용되어지고 있지만 $1200^{\circ}C$이상의 높은 소결온도 때문에 $1000^{\circ}C$ 부근에서 급격히 휘발되는 PbO로 인한 환경오염과 기본조성의 변화로 인한 압전 특성의 저하가 문제시되고 있다. 또한, 적층 세라믹스의 제작 시 구조적 특성상 내부 전극이 도포된 상태에서 동시 소결이 필요한데, 융점이 낮은 Ag전극 대신 값비싼 Pd나 Pt가 다량 함유된 Ag/Pd, Ag/Pt 전극이 사용되고 있어 경제적인 문제가 발생하게 된다. 따라서 순수 Ag 전극을 사용하거나, Ag의 비율이 높은 내부 전극을 사용하기 위해서는 $950^{\circ}C$ 이하에서 소결되는 압전 세라믹스를 개발 하는 것이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 압전특성이 우수한 $(Pb_{1-x}Cd_x)\;[(Ni_{1/3}/Nb_{2/3})_{0.25}Zr_{0.35}Ti_{0.4}]O_3$계의 조성을 설계하여, 소결온도를 낮추기 위해서 2단계 하소법을 이용하였다. 분말을 ball milling을 통해 24시간 동안 혼합하였다. 혼합된 분말은 $800^{\circ}C$에서 2시간 동안 하소하였다. 하소한 분말을 72시간 동안 ball milling 하여 최종 분말을 얻었다. 최종 분말에 PVB를 첨가하여 ${\Phi}21$ disk 형태로 성형한 후, $800{\sim}950^{\circ}C$ 소결을 하였다. 최종 분말 및 소결된 시편을 XRD분석을 통하여 상을 확인하였고, SEM을 이용하여 미세조직을 관찰하였다. 전기적 특성을 확인하기 위하여 두께 1mm로 연마한 시편에 Ag 전극을 도포하여 열처리한 후, 분극 처리하였다. 압전특성은 $d_{33}$ 미터로 측정하였고, impedance analyzer를 이용하여 주파수 및 impedance 특성을 측정하였다. 그 결과 $900^{\circ}C$에서 우수한 압전 특성 및 전기적 특성을 확보 할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.248.2-248.2
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• 2010

바이오매스는 에너지 위기 및 $CO_2$에 의한 지구온난화 및 화석자원의 고갈이 진행되면서, 화석연료와 달리 재생이 가능하고 지속 가능한 자원으로 각광을 받고 있다. 바이오매스를 이용하는 신재생에너지 기술로는 직접연소, 열화학적 변환, 생화학적 변환 기술 등이 있다. 열화학적 변환 기술에는 바이오매스를 열분해 가스화하여 발생된 합성가스를 이용하는 기술이 포함된다. 농업부산물은 청정에너지원으로서의 가능성이 높은 것으로 알려져 있으나, 현재는 퇴비, 가축사료 등의 단순 활용이 대부분을 차지하고 있다. 농업부산물을 이용하여 고부가가치를 창출하기 위한 하나의 방안으로 열분해 가스화를 통해 고효율 에너지원으로의 사용을 고려해 볼 수 있다. 본 연구에서는 초본계 농업부산물인 왕겨를 이용한 열분해 가스화기에서 발생한 합성가스를 정제시스템을 통하여 정제한 후, 가스엔진으로 정량적으로 공급하기위한 합성가스 공급시스템의 운전 특성을 고찰하였다. 그 결과 왕겨를 이용한 가스화기에서 합성가스는 안정적으로 발생하였으며, 정제시스템에서는 90%이상의 효율을 얻었다. 또한 20 kW급 가스엔진에서 필요로 하는 합성가스 공급유량 테스트는 약 $80Nm^3/h$, 200 mmAq 조건에서 가스 누입, 누출 없이 안정적으로 공급되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.276-285
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• 2005

본 과제에서는 참여기업인 두산인프라코어(구 대우종합기계)에서 양산중인 국산디젤엔진을 개조해 가스엔진을 제작하였으며, 두산인프라코어에서 500시간 내구시험을 2차례 실시하였고, 주관기관인 한국기계연구원에서 국산 ECU를 활용하여 도시가스를 연료로 실험을 수행한 후 김포매립지에서 현장 적용실험을 수행하였다. 메탄농도가 46$\sim$56%로 변하는 조건에서 350kW의 출력을 달성하였으며, 삼원촉매를 적용한 결과 2005년 배기규제를 만족하는 결과를 도출하였다. 위탁기관인 전남대에서는 촉매 특성에 관한 실험을 1차년도와 2차년도에 수행하였다. 본 과제에서 개발한 LFG(=매립지가스) 엔진은 국내에서 개발된 최초의 LFG 엔진으로서 쓰레기 매립지 뿐만 아니라 음식물 쓰레기 혐기소화 처리과정, 분뇨나 축분 등의 혐기소화 처리과정, 하수종말 처리장 등에서 발생하는 바이오가스를 이용한 발전 동력원으로 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• Aerospace Engineering and Technology
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• v.2 no.1
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• pp.1-10
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• 2003

Methodology of predicting steady performance of gas turbine engine from transient test data was explored to develop an economic performance test technique. Discrepancy of transient performance from steady performance was categorized as dynamic, thermal and aerodynamic transient effects. Each effect was mathematically modeled and quantified to provide correction factors for calculating steady performance. The influence of engine inlet/outlet condition change on engine performance was corrected firstly, and then steady performance was predicted from the correction factors. The result was compared with steady performance test data. This correction method showed an acceptable level of precision, 3.68% difference of fuel flow.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.15 no.6
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• pp.15-25
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• 2011

One dimensional combustion modeling of aluminum combustion behavior is proposed. Combustion model is assumed that region consists as follows ; preheat, reaction, post reaction region. Flame speed as a function of particle size, equivalence ratio for unitary particles and fraction ratio of micro to nano particle size for binary particles were investigated for lean burn condition at 1 atm. Results were compared with experimental data. For unitary particles, flame speed increase as particle size decreases, but opposite trend with equivalence ratio. For binary particles, flame speed increases proportionally as nano particle fraction increases. For flame structure, separated or overlapping flames are observed, depending on the fraction of nano sized particles.