• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.448
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• pp.30-35
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• 2014

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.10
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• pp.1033-1041
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• 2012

Performance evaluation of a direct carbon fuel cell (DCFC) was conducted according to coals and a graphite particle. Several fuel properties such as thermal reactivity, textural structure, gas adsorption characteristic, and functional groups on the surface of fuels were investigated and their effects on electrochemistry were discussed. The strong carbon structure inside of fuels led the rapid potential decreasing in high current density region, because it caused small surface area and low pore volume. The functional groups on the surface were related to the low current density region. The maximum current density and power density of fuels were affected by the total carbon content in fuels. The effect of operating conditions such as stirring rate and operating temperature was investigated in this study.

• 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.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.40 no.11
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• pp.697-704
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• 2016

Coal modified by acid treatment was investigated to analyze the correlation between the cell performance and electrochemical parameters in a direct carbon fuel cell (DCFC). The fuels were subjected to thermogravimetry analysis, gas adsorption test, and X-ray photoelectron spectroscopy to investigate the fuel properties and surface characteristics. After the treatment of raw coal, the thermal reactivity of the treated fuels increased, and the specific surface area decreased, though the mean pore diameters of three fuels were similar. The coal treated by $HNO_3$ showed the highest ratio of oxygen to carbon, and also an increase in the surface oxygen groups on the fuel surface. Through comparison between the fuel surface properties and electrochemical performance, it was confirmed that the surface oxygen groups have an influence on the improvement in the DCFC performance.

• 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.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1996.04a
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• pp.107-110
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• 1996

연료전지 발전방식중 용융탄산염형 연료전지 발전방식은 동작온도가 $650^{\circ}C$의 고온에서 동작되기 때문에 발전효율이 높고 석탄가스를 연료로 사용할 수 있으며 또한 배기가스를 이용하여 복합발전시스템으로 구성할 수 있는 등 전력사업에 적용가능성이 가장 큰 새로운 발전방식이다. 이와 같은 이유로 전력연구원에서 개발하고 있는 2kW급 용융탄산염형 스택은 전극유효면적이 1,000$ extrm{cm}^2$인 단위전지를 20단 적층한 Co Flow형 MCFC스택으로, 연료로, 연료극에 H2, CO2, H2O 혼합가스를 그리고 산소극에는 공기, CO2 혼합가스를 이용하여 150A 정부하 상태에서 초기성능이 전압 14.28V, 출력 2.142W의 발전 운전시험에 성공하였고 이때 스택의 단위전지 평균전압은 0.714V를 나타내었다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.639-642
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• 2003

용융탄산염형 연료전지(MCFC)는 고효율의 환경친화성 발전시스템으로서, 더욱이 석탄가스를 연료로 사용할 수 있다는 점에서 전력사업용 발전시스템으로서 우리나라를 포함 각국에서 개발이 진행 중에 있다. 그러나 장래 이 MCFC는 하나의 발전시스템으로서 마이크로가스터빈 등의 소형 분산전원과의 경쟁관계에 놓이게 될 것이며, 따라서 적정규모의 경제성 및 신뢰성을 요구받게 될 것이다.(중략)

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2003.05a
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• pp.497-502
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• 2003

청정석탄이용기술개발의(CCT : Clean Coal Technology) 일환으로 차세대 발전방식으로 유력시되고 있는 기술인 석탄가스화발전기술(IGCC), 석탄가스화 연료전지(IGFC)등에서 고온건식탈황은 필수요소기술이다. 고온건식탈황기술의 핵심기술은 탈황제개발고 공정기술개발로 나누어 볼 수 있다. 탈황제개발은 국내고유 탈황제개발 연구가 진행 중에 있고 유동층과 고속유동층에 적합한 탈황제를 kg단위로 성형하여 공정개발에서 반응특성 실험을 하였다.(중략)

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2006.07b
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• pp.1145-1146
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• 2006

분산 형 전원 및 석탄 가스화와 연계한 복합 발전이 가능한 용융탄산염 연료전지(MCFC : Molten Carbonate Fuel Cell)는 천연가스, 석탄가스 등 다양한 연료를 사용할 수 있고, 공해요인이 적고, 높은 에너지 변환효율을 가지고 있어 전력사업 분야에 적용 가능성이 가장 큰 새로운 발전방식이다. 국내에서도 1993년부터 선도기술개발 사업의 하나로 시작하여 현재 250 kW급 발전시스템 개발 연구가 진행되고 있다. 250 kW개발 전 수행한 100 kW급 MCFC 발전 시스템 개발 연구에서는 6,000cm2 급 단위전지 90장으로 구성된 50 kW급 MCFC 스택 2기 로 구성된 100 kW MCFC 스택과 이를 운전 평가를 위한 시스템을 완성하였다. 2005년부터 스택운전에 필요한 시스템 내 단위기기들에 대한 시운전을 진행 한 후 장착된 100 kW MCFC 스택 운전에서는 시스템 단위 기기의 고장으로 전 부하운전을 실시하지 못했지만 상압 상태에서 AC 50 kW 전력을 계통과 연계 운전 시험을 진행하였다. 향후 100 kW MCFC 시스템 보완후 재 운전 시험을 진행할 예정이다. 한편 병행하여 진행되는 250 kW 열병합 발전 시스템 개발에서는 시스템 상세설계 및 신형 분리판을 이용한 새로운 형태의 스택을 개발 운전시험을 진행하고 있다. 여기에서는 MCFC 발전 시스템의 개요와 시스템의 운전을 위한 운전 모드 그리고 스택 운전 내용을 요약하여 소개하고자 한다.

• Environmental and Resource Economics Review
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• v.26 no.4
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• pp.549-575
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• 2017

Recently, power mix of Korea is planned to be changed from coal-fired and nuclear to gas-combined and renewables by the energy policy of new government. This change will also affect city-gas industry. This paper analyze the economic impact of city-gas industry by scenario that switching coal-fired and nuclear power generation into gas-combined and fuel cell. 2030 input-output table is estimated to take the transfer period into account. As results, the induced impact by city-gas industry to the others was negative when switching into gas-combined while that was positive when switching into fuel cell. This results imply that the gas-fired can be a feasible alternative for short-run but fuel cell is more helpful for our economy in long-run.