• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.224.2-224.2
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• 2010

연료개질기는 연료전지 시스템의 핵심 구성요소 중의 하나로 도시가스로부터 수소를 생산하는 역할을 담당한다. 연료개질기는 주로 탈황, 수증기 개질, 수성가스 전이, 선택적 산화 반응의 4단계로 구성되어 있으며 이 중 상온 탈황부분을 제외한 나머지 부분은 일체화 설계를 통해 제작된다. 탈황의 경우 도시가스에 포함된 부취제인 황화합물를 제거하여 후단에 위치한 촉매층이 황에 의해 피독되는 것을 막는 역할을 하며 주로 상온흡착식 탈황제를 사용한다. 황이 제거된 도시가스는 물과 함께 연료개질기로 도입되어 수증기 개질반응을 통하여 수소, 일산화탄소, 이산화탄소 및 소량의 메탄과 미반응 수증기로 구성된 개질가스로 전환된다. 이후의 수성가스 전이반응에서는 일산화탄소가 물과 반응하여 수소 생산량을 늘리며 동시에 일산화탄소의 농도를 낮추게 된다. 또한 고분자 전해질 연료전지에 공급되는 개질가스는 선택적 산화반응을 통하여 일산화탄소의 농도를 10ppm이하로 유지하게 된다. 이러한 기능의 연료개질기 개발의 주요 이슈로는 컴팩트화 및 고효율화이며 이 두가지 요소를 고려하여 연료개질기를 설계하여야 한다. 연료전지 시스템의 전체부피를 줄이기 위한 노력의 일환으로 연료개질기의 컴팩트화가 요구되는데 가정용 연료전지 기술 선진국인 일본 제품의 경우 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 부피는 20L정도로 알려져 있다. 또한 연료전지 시스템의 효율은 연료개질기의 개질효율과 연료전지 스택의 발전효율의 곱으로 계산되기 때문에 연료개질기의 연료개질 효율은 전체 시스템의 효율에 직접적으로 영향을 미치게 된다. 한국에너지기술연구원에서는 수소생산량 기준 $1Nm^3/h$급 연료개질기의 개발을 완료하였으며 크기 및 효율면에서 선진국 제품과 비교하여 동등 또는 우위의 수준을 달성하였다. 연료개질기 내부의 혼합 및 분배 구조를 개선하고 각 촉매층의 최적 배치를 통해 연료개질기의 부피를 최소화 하였으며 연료개질기 내부에서 고온부위와 저온부위 사이의 최적 열교환을 통해 열효율을 극대화 시켰다. 현재 개발된 $1Nm^3/h$급 개질기의 단열 후 부피는 13.5L 그리고 단독운전 시 열효율은 80%(LHV)로 측정되었다. 또한 $1Nm^3/h$급의 연료개질기의 스케일-업 설계를 통하여 수소생산량 3, $5Nm^3/h$ 규모의 연료개질기를 개발하였으며 성능평가가 진행 중이다.

• The Magazine of the Society of Air-Conditioning and Refrigerating Engineers of Korea
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• v.33 no.3
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• pp.11-18
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• 2004

흡수식 사이클을 이용한 에너지의 장거리수송 기술을 소개하고 경제성평가 결과를 제시한다. 현재 에너지수요 측면에서 가장 높은 증가율을 보이고 있는 것이 바로 대도시 및 산업단지의 냉$.$난방 및 급탕용 에너지이다. 냉$.$난방에 사용되는 에너지는 10$0^{\circ}C$미만의 저온으로서 고열원 에너지인 화석연료의 사용은 에너지사용 면에서 비효율적이다. 따라서 산업지 역에서 버려지는 폐열원등의 각종 미활용에너지를 이용하여 냉$.$난방부하를 충족시킬 수 있는 에너지 절약형 시스템의 개발이 매우 중요한 과제로 대두되고 있다. 일반적으로 미활용에너지 및 폐열에너지 공급지역은 소비지역으로부터 멀리 떨어져 있다. 지금까지 흡수식시스템은 냉동 및 냉방의 개념에서 기술개발 및 실용적운전이 이루어져 왔으나, 본 논문에서는 흡수식시스템을 이용한 에너지의 장거리수송 및 변환 기술을 소개하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.06a
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• pp.47-50
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• 2006

현재의 화석연료-기반 사회에서는 지구 온난화와 고유가 추세가 야기하는 경제적 피해, 에너지 안보우려, 세계 평화 위협 등에 자주 노출되고 있는 실정이다. 세계 각국은 이러한 화석연료 에너지원을 대체하는 환경-청정하고 기술-신뢰할 수 있으며 경제-감당할 수 있는 에너지 공급원인 수소를 기반으로 하는 미래의 수소-기반 사회로의 진입에 노력하고 있다. 특히, 청정한 에너지 운반체인 수소의 생산 기술 상업화가 더욱 더 절실히 요구되고 있다. 이 예비 연구에서는 이산화탄소 포획/저장 기술과 결합된 다양한 수소 생산 기술의 정량적인 예비 비교 평가가 수행되었다. 예비적인 비교 평가 기준으로 1) 이산화탄소 배출량: 2) 에너지 이용률; 3) 토지 점유율: 4) 수소 생산비용 등이 고려되었다. 이러한 기준에 따라 수소 생산 기술 가운데 네 가지 예비 기술 대안인 1) 원자력: 2) LNG; 3) 석탄: 4) 태양광 등이 비교되었다. 대안 기술의 비교 평가 체제로 계층 망형 구조-기반 되먹임 모델이 개발되었다. 이러한 수소생산 기술의 우선순위 선정 결과는 개별 대안 기술의 상대적인 장단점 및 기술적인 갭을 정량적으로 인식하는 데에 활용될 수 있다. 그러므로 이 예비 연구는 수소 생산 기술 연구자나 수소 경제 기획자한테 뿐만 아니라 이산화탄소 포획/저장 기술 개발자한테 도움이 되리라 본다.

• 전기의세계
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• v.35 no.4
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• pp.213-220
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• 1986

본고의 내용은 다음과 같다. 1. 전기에너지의 기여 2. 에너지 절약형 신발전기술 2.1 전자류체발전기술 2.2 연료전지발전기술 3. 전력수송효율의 향상 3.1 송배전계통합리화 3.2 송전기술 3.3 통신, 제어 및 효율적 운영 4. 전기에너지의 효율적 이용기술 4.1 절전형 전기기기 4.2 전동설비 운전제어 4.3 수전설비의 합리화 4.4 조명기술 4.5 전력관리 전산화 4.6 심야전력의 이용(에너지저장)

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.207.2-207.2
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• 2010

자원자원의 절약과 재활용 촉진에 관한 법률에 폐기물 고형연료에 관한 조항 등 폐기물 고형연료에 관한 제반 규정이 도임된 2006년 이후 폐기물 고형연료 에너지화에 대한 관심이 크게 대두되고 정부 및 산업계의 사업추진이 활발하게 진행되어 오고 있다. 본 연구는 국내에서 최초로 RDF를 전용으로 연소하는 pilot plant급 순환유동층 보일러를 제작 건설하고 RDF 연료를 연소하여 성능특성과 운전특성을 연구 분석한 것이다. 연구 과정에서 8ton/h급 순환유동층 보일러를 독자적으로 설계하고 건설하였으며, 건설 전 과정을 연구진이 감리하고 관리하였다. 보일러의 스팀사양은 $450^{\circ}C$와 38ata로 하였다. 또한 시운전 및 정상운전을 위한 운전체계를 자체적으로 수립하였다. 설치된 보일러는 장시간의 운전과 반복 실험을 통해 상용 규모 보일러의 설계 자료를 확보하였다. 운전특성을 파악하기 위하여 국내에서 생산되는 RPF와 RDF 각 일종을 입수하여 연소실험을 수행하고 그 특성 자료를 비교하였다. 폐기물 고형연료는 순환유동층 보일러에서 뛰어난 연소 특성을 나타내었으며 배연특성도 양호하였다. 성형된 RDF는 장기간의 운전에서도 안정적인 연소특성을 나타내었다. 다만 HCl의 배출 특성은 환경 규제치를 넘어 섰으며 별도의 배가스 처리기술을 적용하여 환경기준을 맞출 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 60ton/h급 상용규모 RDF 전용 순환유동층 보일러를 설계하였다. 보일러의 용량은 10MWe 발전과 12ton/h 증기 공급에 적합한 규모로 산업체나 지역난방용 열병합 보일러에 적합한 사양이다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1998.05a
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• pp.167-171
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• 1998

수소는 2차 에너지원으로 그 자원이 풍부하며 청정에너지원으로 지구 환경문제를 해결할 수 있는 에너지로 주목을 받고 있다. 현재 무공해 수소를 제조하는 방법으로는 불을 전기 분해하는 방법 이외에 태양에너지 이용법, 바이오기술, 화학순환기술, 화석연료 분해법 등이 보고되고 있으며 모두 기초연구 단계에 있다. 이중에서 전기분해에 의한 수소의 제조기술은 경제성 및 효율향상을 위해 가장 많이 연구되고 있고 이미 우주선, 잠수함 등 특수용도로는 실용화되고 있는 기술이다. (중략)

• Resources Recycling
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• v.28 no.1
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• pp.47-54
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• 2019

In this study, the wastes were used as fuels for direct reduction iron (DRI) production to reduce production cost and recycle the wastes. We examined the effects of wastes on the reduction behavior of DRI manufacture and the possibility of using wastes as auxiliary fuels. The proximate and Ultimate analysis were carried out to confirm the properties of wastes as fuels, and high-quality reduced irons were fabricated by using the waste as an auxiliary fuel. The metallization of reduced irons increased as the calorific value increase of auxiliary fuel. Especially, the reduced irons fabricated from the waste tires and vinyl plastics which had high heat energy and volatile matters showed higher metallization than the others. The high calorific value and volatility of waste were significant properties as fuel. The high quality DRI could be fabricated with wastes as auxiliary fuels through optimization of reaction conditions.

• Clean Technology
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• v.23 no.2
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• pp.121-132
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• 2017

The increase of greenhouse gases and the concern of global warming instigate the development and spread of renewable energy and hydrogen is considered one of the clean energy sources. Hydrogen is one of the most elements in the earth and exist in the form of fossil fuel, biomass and water. In order to use hydrogen for a clean energy source, the hydrogen production method should be eco-friendly and economic as well. There are two different hydrogen production methods: conventional thermal method using fossil fuel and renewable method using biomass and water. Steam reforming, autothermal reforming, partial oxidation, and gasification (using solid fuel) have been considered for hydrogen production from fossil fuel. When using fossil fuel, carbon dioxide should be separated from hydrogen and captured to be accepted as a clean energy. The amount of hydrogen from biomass is insignificant. In order to occupy noticeable portion in hydrogen industries, biomass conversion, especially, biological method should be sufficiently improved in a process efficiency and a microorganism cultivation. Electrolysis is a mature technology and hydrogen from water is considered the most eco-friendly method in terms of clean energy when the electric power is from renewable sources such as photovoltaic cell, solar heat, and wind power etc.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.135.1-135.1
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• 2011

철도 선진국을 중심으로 신재생에너지의 철도 시스템 적용이 가속화 되고 있고, 국내에서도 철도 시스템에 신재생에너지를 적용하려는 시도가 이루어지고 있다. 이미 상당수의 신규 역사가 BIPV(building integrated photovoltaic) 시스템을 적용하고 있고, 단순히 유휴지를 이용한 풍력 발전 시스템을 넘어서 차량의 주행풍을 이용하거나 차량 외부에 풍력 발전기를 설치하는 등의 다양한 시도들이 이루어지고 있다. 수소 에너지를 연료로 하는 연로전지의 경우 기존 전기철도의 대체 연료로서 주목을 받으며 많은 연구가 이루어졌고 현재는 시험 운전 단계에 이르러 있다. 지열의 경우에는 벌써 오래전부터 승강장 또는 선로의 해빙장치의 에너지원으로 사용 되고 있다. 이밖에 수력 및 해양 에너지의 경우 전철전력의 청정 에너지 공급원으로 보고되고 있으며, 차량이나 역사 내에서 발생하는 운동 에너지를 수확하여 전기 에너지로 변환하는 에너지 하베스팅 기술이 새로운 신재생에너지 기술로서 많은 관심을 받고 있다. 에너지 문제와 온실가스 감축 의무 부담이 날로 가중되는 현 시점에서 신재생에너지의 전기철도 시스템 적용은 이 같은 문제를 해결할 수 있는 확실한 대안이 될 것이다. 본 논문에서는 국내외 전기철도 시스템의 신재생에너지 적용 기술과 적용 방안에 대해 고찰한다.

• Clean Technology
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• v.20 no.1
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• pp.80-87
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• 2014

Numerical study was investigated to obtain the database for developing a fast pyrolysis power boiler by waste fuel. The studies with various conditions were performed using ANSYS FLUENT. Also, the fuel properties was experimentally analyzed to utilize the input parameters for numerical analysis, that were proximate and ultimate analysis, reaction kinetics included pyrolysis and combustion. The results showed that temperature, combustion and exhausted gases was changed with heating value of fuel and feeding rate. Finally, the stable operating condition by analyzing results was proposed.