• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.51-59
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• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• 월간 기계설비
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• no.11 s.196
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• pp.54-57
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• 2006

산업자원부가 주최하고 에너지관리공단이 주관하는 국내 최대의 에너지관련 행사인 '2006년 에너지전시회'가 지난 9월 26~30일 서울 코엑스 1층 태평양홀에서 성황리에 개최됐다. 올해 에너지전시회에는 역대 최대인 국내외 총 200개 업체가 참석, 600여개의 부스를 통하여 저마다의 기술을 뽐내고 국내 에너지절약사업이 이미 세계 수준에 근접했음을 널리 알렸다. 고유가 장기화와 기술별화협약에 대응한 '국내외 고효율제품. 기술교류 및 판매촉진의 장'으로 구성된 이번 전시회는 제품의 특징별로 설비부품 및 자재관, 연료 및 열사용기기관, 전기사용기기관, 신재생에너지관, 기술공공관 등 5개관으로 구성돼 이용자의 호응을 얻었다. 이번 전시회에서 '설비부품 및 자제관'을 최초 설치해 단열자재, 설비자재, 고효율모터 등 에너지설비에 사용하는 1차 제어 및 제어 계측시스템 등이 별로도 전시됐다는 것에 주목 할 만 하다. 이는 설비업계가 에너지산업에서 차지하는 위상이 그만큼 높아졌다는 것을 단적으로 보여준 것이다. 이번 전시회에서 주목할 만한 설비제품을 소개한다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.21 no.12
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• pp.488-493
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• 2020

The demand for hydrogen, which is considered an environmentally friendly energy source, is increasing, and at the same time, the fuel cell market is increasing continuously. This study aimed to establish a strategy for securing intellectual property rights on fuel cell by-product utilization technology for operating expenditure reduction of hydrogen-powered residential buildings. In this patent analysis, this study investigated Korean, American, Japanese, and European patents filed/published/registered by October 2019 and established a technical classification system and classification criteria through expert discussion. To reduce the operating expenditure of hydrogen-powered residential buildings, intellectual property rights will be improved using systems and methodologies involving cathode-side purified air, product water, and oxygen-depleted air captured with the dead-end mode operation of polymer electrolyte fuel cells.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.35 no.4
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• pp.370-376
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• 2024

Load variations reduce the lifespan of polymer electrolyte fuel cells (PEFCs). To analyze the impact of load variations on durability of PEFCs, two stacks were built and operated continuously for 400 hours, one under load variations and the other under constant current condition with the same energy output. Using the example model provided by Mathworks, we obtained load variation data for the experiments. The performance curves were measured every 100 hours and analyzed by current interruption method and electrochemical impedance spectroscopy. The degradation comparison shows a much larger decrease in performance under the load variation. The activation resistance, electrical resistance, and mass transfer resistance are all found to increase more.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 1994.11a
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• pp.51-58
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• 1994

가스터빈 발전은 연료를 연소하여 연소가스로 직접 터빈을 회전시켜 터빈에 연결된 발전기에 의해 발전하는 방식으로 연료로는 중유, 원유, 경유, 가스등을 사용한다. 주요설비는 공기압축기, 연소기, 터빈 및 발전기로 구성되며 이중 고온부는 연소기와 터빈이다. 가스터빈의 효율은 터빈입구온도(TIT : TBN INLET TEMP)에 의존하는데 현재까지 약 1,30$0^{\circ}C$ 급의 가스터빈이 운전중이며 앞으로 1,50$0^{\circ}C$ 급의 고효율 가스터빈에 도전하고 있으며 연소가스의 고온화는 고온부의 재료개발, 냉각기술, 코팅기법의 향상과 더불어 이루어질 수 있다. 가스터빈의 고온부 부품인 연소기, 터빈의 동익(Moving blade) 및 정익(Fixed blade) 재료로 초내열합금이 계속 개발중이며 또한 각 부품에 대한 공기냉각기술, 코팅재료 및 기법도 개발중이다. 그러나 현재 국내에서 가동중인 가스터빈은 빈번한 기동정지로 열 사이클에 의한 부품의 손상이 심각한 실정이므로 고효율 가스터빈 개발과 이에 대한 정비기술 개발이 병행하여야만 안정된 전기공급을 이룰 수 있다는 차원에서 가스터빈은 고온부품의 정비기술에 대한 그 현황과 전망에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.414-422
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• 2005

유럽에서 RDF기술 확산 동향과 국가별 RDF사용 현황, 각국의 RDF품질표준 및 최근 유럽공통RDF품질표준화 추진현황을 소개하고 RDF사용처별 경제성분석 내용을 소개하였다. 소각로, 시멘트공장 및 석탄화력발전소에서 RDF를 사용할 경우에 열회수량은 시멘트공장이 다소 높게 나타났고 손익평가(cost benefit balance)는 석탄화력발전소가 가장 높게 나타났다. 국내에서 가동 중인 20MW급 순환유동층 석탄화력발전보일러에서 폐플라스틱고형연료(RPF)를 혼합연소하는 기술과 염화수소 및 다이옥신 측정내용을 소개하였다. 전염소량 0.4$\sim$0.6% RPF를 2.5%혼소 시 염화수소는 10ppmv 정도로 분석되었고 다이옥신은 0.003ng-TEQ/$Sm^3$으로 거의 검출이 되지 않았다.

• Electronics and Telecommunications Trends
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• v.23 no.6
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• pp.70-80
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• 2008

화석연료 사용에 따른 클린에너지 및 "carbon footprint" 절감을 위해 태양광발전과 같은 직접적인 에너지 대안기술에서부터 조명 및 표시소자로서의 LED 고효율화 기술, 레이저를 이용한 비접촉성, 고속, 초정밀 측정 기술을 바탕으로 하는 공정 관리기술, 그리고 오염원검출 및 추출기술 관련 등 그린 포토닉스 기술 활용에 관심이 급증하고 있다. OIDA 보고 2010년경 100억 달러 수준의 부품시장이 형성될 것으로 예측되는 그린 포토닉스 분야의 기술개발 동향을 설명한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.60-75
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• 2005

천연가스차량이 배출하는 미연 탄화수소 중 약 80%이상이 메탄으로 구성 되어있다. 메탄은 그 자체로 유독성 물질은 아니지만 이산화탄소와 더불어 지구온난화를 유발하는 온실가스로 향후 강력한 규제가 예상되는 물질로 이를 저감하는 기술 개발이 이루어져야하나 연료 특성상 이를 줄이는데 어려움이 있다. 최근 연구에 의하면 천연가스엔진에 수소를 일정량(15%이상) 첨가할 경우 배출가스 및 성능 이 상당량 개선되는 결과를 보이고 있다. 이는 종래 천연가스 연소의 문제점인 지연된 화염 전파 속도를 수소 연료를 첨가함에 따라 화염 전파속도를 촉진시켜 적정한 연소를 야기 시켜 미연탄화수소 배출이 줄어들고 열효율도 향상되는 결과를 보이고 있다. 이와 같이 수소와 천연가스연료의 각각의 장점을 활용한 Hy-thane 엔진을 개발할 경우 무공해엔진에 근접한 초 저공해 동력장치 개발이 가능하며 이에 대한 상용화 측면에서 산업용 발전기, GEHP, 차량용 엔진 등 활용도가 크기 때문에 그 개발이 절실히 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 과제에서는 이중연료를 사용하는 수소-천연가스 기관을 개발하고 이를 효과적으로 제어할 수 있는 제어시스템을 개발하여, 기관효율 향상과 배기가스저감을 이루었다.

• 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.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.30 no.2
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• pp.136-146
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• 2019

A solid oxide fuel cell (SOFC) based hybrid desiccant cooling system model is developed to study the effect of fuel utilization rate of the SOFC on the reduction of energy consumption and $CO_2$ emission. The SOFC-based hybrid desiccant cooling system consists of an SOFC system and a Hybrid desiccant cooling system (HDCS). The SOFC system includes a stack and balance of plant (BOP), and HDCS. The HDCS consists of desiccant rotor, indirect evaporative cooler, electric heat pump (EHP), and heat exchangers. In this study, using energy load data of a commercial office building and SOFC-based HDCS model, the amount of ton of oil equivalent (TOE) and ton of $CO_2$ ($tCO_2$) are calculated and compared with the TOE and $tCO_2$ generation of the EHP using grid electricity.