• Title/Summary/Keyword: 에너지 및 연료 기술

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Hydrogen Infrastructure Issues and Challenges (수소인프라 이슈 및 과제)

  • Lee, Young Chul
    • Prospectives of Industrial Chemistry
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    • v.24 no.4
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    • pp.36-51
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    • 2021
  • 오늘날 수소는 화석연료와 다르게 친환경 측면, 신사업 창출 및 국내 에너지 안보 확대 측면에서 미래에너지원으로 각광받고 있다. 이에 따라 세계 유수의 자동차 기업들이 궁극의 차량이라는 수소전기차 기술 개발 및 상용화에 주력하고 있으며 각국은 자국의 수소인프라의 핵심인 수소충전소 구축 전략을 강화하고 있다. 또한 수소전기차 초기 보급을 활성화하기 위해 국가 지원하에 수소충전소 공급을 적극 추진하고 있다. 전 세계적으로 500개 이상의 수소충전소가 건설, 운영 및 계획되고 있다. 국내에서도 수소전기차, 수소버스 및 수소트럭 등 보급 계획과 더불어 이에 필요한 수소충전소 공급 로드맵을 연도별로 발표하는 등 수송분야에 수소 에너지 도입이 강력하게 진행되고 있다. 그러나 우리나라 수소충전소 구축에 필요한 설비 등은 아직 자체 조달이 거의 이루어지지 않아 많은 설비 및 부품들이 국외 도입에 따른 여러 문제점들로 인해 어렵게 구축된 많은 수소충전소 운영이 원활하지 않은 상황이다. 따라서 국내외 수소충전소 구축 현황 및 계획에 대해 정리 및 분석하여 국내의 수소충전소 구축 및 운영에 대한 이슈들을 알아보고 해결해야 할 과제는 어떤 것이 있는지 알아보고자 한다.

System Development of Molten Carbonate Fuel Cell for Power Utility(Test Results and Development Status (발전용 용융탄산염 연료전지 기술 개발(시스템 운전결과 및 개발현황))

  • Lim, Hee-Chun;Ahn, Kyo-Sang
    • 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.

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Slagging 연소기의 연소특성

  • 현주수;손응권;이시훈;박철우;박교식
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 1995.05a
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    • pp.133-140
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    • 1995
  • Cyclone 원리를 이용한 Slagging 연소기술은 접선방향으로 고속공급되는 연소용 공기에 의해 석탄입자가 연소실 벽면에 체류하면서 벽면연소가 이루어지며, 3중 선회 유동장의 형성으로 연료의 체재시간이 길며, 고온연소시킴으로서 석탄중의 회분을 연소기내에서 용융제거하는 석탄 직접연소의 신기술이다. 실험용으로 제작된 75 kW급 Slagging 연소기에서 Alaska subbituminous 탄으로 성능실험을 수행한 결과 탄소전환율이 95% 이상이며 회분의 용융제거 효율은 약 70%인 것으로 판명되었으며, 연료의 적용범위를 확대하기 위해 Roto탄, Ulan탄 및 Roto탄에 국내 무연탄인 장성탄을 20% 혼합한 혼합탄에 대한 연소실험과 Alaska탄 입자크기의 영향도 알아보았다. Slagging 연소기의 개발을 위해 소형 연소기 실험결과와 유동장 해석, Cold model test를 거쳐 현재 1MW급 연소기가 설계, 제작되어 실험하는 단계에 있다.

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자동차용 원동기의 대체에너지별 특성 및 전망

  • 정동수
    • Journal of the KSME
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    • v.29 no.6
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    • pp.627-635
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    • 1989
  • 최근 여러 선진국 등에서 도시환경 보존을 위하여 천연가스 차량에 대한 관심이 고조되어 대부분 천연가스와 기존연료 검용차량을 개발하여 계속 시험 중에 있으며, 천연가스 전용 차량으로서는 미국의 포드사가 1984년에 AFV (alternative fuel vehicle)를 개발하였고 일본의 스즈끼 공업이 1988년 LNG(liquified natural gas) 전용 차량을 개발하여 실용화를 추진하고 있다. 천연가스연 료는 청정에너지라는 장점에 저렴한 가격, 풍부한 매장량, 기존 가솔린이나 디젤엔진 보다 4배 정도 긴 엔진 수명연장, 충돌시 푹발위험에 대한 안전성 등의 장점에도 불구하고 연료통의 큰 부피로 인한 단거리 운행 가능과 충분한 가스충진소 설치 문제 등의 단점이 있으나 최근 기술의 발전속도로 볼 때 이러한 문제점은 조만간에 해결될 것이며 자동차용으로 천연가스의 이용은 세계적으로 확실될 것이라 판단된다. 이러한 세계적인 추세에 따라 국내에서도 냉난방용으로 전기모터 대신 천연가스 엔진구동을 위해 개발에 착수하였으며 단계적으로 자동차용 천연가스 엔진개발을 계획하고 있다.

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Development Status of BTL (Biomass to Liquid) Technology (BTL(Biomass to Liquid) 기술 현황)

  • Chae, Ho-Jeong;Jeong, Kwang-Eun;Kim, Chul-Ung;Jeong, Soon-Yong
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.16 no.2
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    • pp.83-92
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    • 2007
  • In view of stringent environment regulations to control the emission of green house gases and also depleting fossil fuel reserves, it is high quality desirable to develop alternative technologies to produce high quality fuels. To this end Biomass to Liquid (BTL) technology has received much attention in recent years. BTL process generally consists of gasification of biomass to produce bio-syngas, cleaning and control of $H_{2}/CO$ mole ratio of bio-syngas and Fischer-Tropsch synthesis & upgrading systems. Choren, Germany has first developed the commercial BTL process using unique gasification system i.e., Carbo-V. A new technology to remove tars and BTX has been developed by ECN in Netherlands employing a gasification system combined with OLGA technology. Several other countries including USA and Japan are showing great interest in BTL technology. Thus in view of our national energy security and also the environmental regulations, it is essential to develop alternative technologies like BTL in order to meet the increasing demand of energy though our insufficient biomass resources. In this paper we present an overview and development status of BTL-diesel technology.

Effect Study of Fuel Specifications on Biofuels Policy in Transport Sector (수송용 바이오연료 정책에 따른 품질기준 영향에 관한 연구)

  • Park, Jo-Yong;Kim, Jae-Kon;Min, Kyong-IL;Park, Cheon-kyu;Ha, Jong-Han
    • Journal of the Korean Applied Science and Technology
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    • v.32 no.4
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    • pp.767-780
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    • 2015
  • Transport biofuels produced from biomass can be substituted for petroleum fuels due to GHG reduction, sustainability and environmental friendly. Mandates and targets of biofuels are announced in the European union, United states and other countries worldwide and promoted by the government policies. This paper reviewed current status of the national biofuels policies and fuel specifications in transport sector. EU biofuels policy shifted and GHG emission reduction became the main focus of the policy. There are specification requirements for biofuels in the U.S. under the RFS2, but there are other polices as well that serve to promote the uptake of biofuels both at the federal and state level. Korea government has allowed 2.3% oxygen in gasoline to come from oxygenates, increased the biodiesel blend mandate from B2 to B2.5 effective from Jul. 31, 2015.

Numerical Simulation of Bullet Impact for Fuel Cell of Rotorcraft using Smoothed Particle Hydrodynamics (입자법을 이용한 회전익항공기 연료셀 피탄 수치모사)

  • Kim, Hyun-Gi;Kim, Sung Chan
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.15 no.5
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    • pp.2553-2558
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    • 2014
  • Military rotorcraft should be designed taking into account the condition of the fuel cell bullet impact. The internal fluid pressure, stress of metal fitting and fuel cell, bullet kinetic energy can be included as the design factor for the fuel cell. The best way to obtain the important design data is to conduct the verification test with actual product. But, the verification test requires huge cost and long-term effort. Moreover, there is high risk to fail because of the sever test condition. Thus, the numerical simulation is required to reduce the risk of trial-and-error together with prediction of the design data. In the present study, the bullet impact simulation based on SPH(smoothed particle hydrodynamics) is conducted with the commercial package, LS-DYNA. As the result of the numerical simulation, the internal pressure of fuel cell is calculated as 350~360MPa and the equivalent stress caused by hydro-ram effect is predicted as 260~350MPa on metal fittings.

Resistance Analysis by Distribution of Relaxation Time According to Gas Diffusion Layers and Binder Amounts for Cathode of High-temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (고온 고분자 막 전해질 연료전지 캐소드의 가스 확산층 및 바인더 함량에 따른 완화 시간 분포(DRT) 저항 분석)

  • DONG HEE KIM;HYOEN SEUNG JUNG;CHANHO PAK
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.34 no.3
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    • pp.283-291
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    • 2023
  • The physical properties were analyzed for four gas diffusion layers, and gas diffusion electrodes (GDEs) for the cathode of high-temperature polymer electrolyte membrane fuel cell were fabricated through bar coating with three binder to carbon (B/C) ratios. Among them, The GDE from JNT30-A6P showed a significant change in secondary pore volume at a B/C ratio of 0.31, which had the largest pore volume among all GDEs. In the polarization curve, JNT30-A6P GDE showed the best membrane electrode assembly (MEA) performance with a peak power density of 384 mW/cm2 at a a B/C ratio of 0.31. From the distribution of relaxation time analysis, the peak 1 corresponding to mass transfer resistance of oxygen reduction reaction (ORR) was significantly reduced in the JNT30-A6P GDE. This is the result that when the binder content decreased, the volume of the secondary pore increased, and the mass transfer resistance of ORR decreased, which played an essential role in the MEA performance.

Methodological Issues in Socio-Economic Assessment of the Hydrogen Economy Development (수소경제로 이행을 위한 사회경제적 영향평가 방법론)

  • Kim, Ho-Seok
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2005.06a
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    • pp.586-591
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    • 2005
  • 우리나라는 에너지의 안정적 공급과 에너지이용 과정에서 발생하는 환경적, 안보적 외부성을 최소화하는 에너지수급 구조를 마련하기 위해 2003년 12월 '제2차 신재생에너지 기술개발 및 이용보급 기본계획(2003-2012)'을 발표하였다. 이 계획에서는 2011년까지 전체 TPES의 $5\%$를 신재생에너지로 공급하는 것을 정책목표로 수립하고 수소, 태양광 그리고 풍력기술을 중점적으로 추진하기로 하였다. 특히 수소부문에서는 주택 및 건물용, 발전용, 수송용 연료전지의 개발을 중심으로 개발하여 세계 기술시장의 $20\%$를 확보한다는 계획을 발표하였다. 이러한 기술 잠재력을 기반으로 우리 정부도 미국이나 일본과 같이 수소경제로의 전환을 준비하고 있으며 2020년대 이후 우리나라의 에너지부문은 새로운 국면에 접어들 것으로 전망된다. 에너지나 환경기술의 효과적 인 개발을 위해서는 이들 기술의 직접적인 비용측면에 대한 분석 즉 경제성 평가와 새로운 기술변화로 인한 중장기적인 사회경제적 영향평가가 선행되어야 한다. 이러한 평가는 대상 기술의 사회경제적 파급효과가 광범위할수록 더욱 복잡한 분석이 요구된다. 본 연구의 주제인 수소에너지기술은 지금까지 이용되던 것과는 전혀 새로운 에너지캐리어(carrier)를 개발하는 것으로 에너지부문 및 여타 다른 산업부문이 공유하고 있는 에너지 관련 인프라의 전면적인 조정이 요구되며 에너지 이용과 관련된 사회경제적 측면의 급속한 변화를 수반한다. 본 연구는 수소경제로의 이행에 대한 사회경제적 영향평가의 방법론적 요소들과 기법을 제시한다."중등도 독성"으로 나타났다 이상의 결과는 전기도금을 이용하여 교정용 선재의 직경을 증가시키는 방법이 임상에 적용되기 위해서는 세포독성을 줄이기 위한 추가의 연구가 필요함을 시사하였다.의하게 가장 낮은 정지. 운동 마찰력을 보였고 브라켓-호선 각도가 증가함에 따라 유의하게 정지, 운동 마찰력도 증가하였다 (P<0.001)%$ 낮추지만(p value=0.260) 평균 $D_{max}$는 거의동일 하여($0.3\%$ 감소, p value=0.867), 전통적인 방법보다 우수성이 크게는 없는 것으로 평가되었다. 그러나 환자의 체곡선이 보상체와 잘 일치하는 경우에는 DII가 $18\%$까지 감소하였다. 결론 : Multistatic field 방법은 모든 환자에 대하여 선량분포의 균일성을 전반적으로 향상시키는 효과적인 방법으로 평가되는 반면 공용보상체의 사용은 보상체의 크기가 환자의 체 윤곽과 잘 일치하는 경우만 효과적으로, 적용의 범위에는 한계가 있는 방법으로 평가되었다.비교하여 계통에 따르는 차이가 있음을 알 수 있었다. 그러므로 가임기 여성의 방사선 진단 및 치료시 Rugh의 10일 법칙을 적용하여 착상전기 방사선 조사로 인한 부작용들을 적극적으로 예방하는 것이 매우 중요하다고 생각한다.equirements of the prematured infants during the early weeks of life. 모든 치근단 수준에서 비표준화 medium 크기 master cone 사용군이 ISO 표준화 규격의 master cone 사용군에 비해

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A Study on the Performance and Combustion Characteristics with CNG Substitution Rate in a Diesel Engine (CNG 혼소율 변화에 따른 디젤엔진의 성능 및 연소 특성에 관한 연구)

  • Jang, Hyeong-Jun;Lee, Sun-Youp;Kim, Chang-Gi;Cho, Jeong-Kwon;Lim, Jong-Han;Yoon, Jun-Kyu
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.18 no.5
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    • pp.700-707
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    • 2017
  • In the international natural gas market, natural gas has markedly low calories. The domestic calories standard of natural gas was changed and the performance and efficiency of many industrial machines using natural gas were affected because of low caloric natural gas. Therefore, in this study, a dual fuel engine fueled with natural gas and diesel was tested to examine the effects of the CNG substitution rate on the combustion characteristics, such as thermal efficiency, COVimep and heat release rate. The CNG substitution rate was defined as the ratio of CNG instead of diesel, which was calculated as the total energy. The conditions of the tested engine were fixed $1800rpm/500N{\cdot}m$. In addition, diesel fuel was injected at $16^{\circ}CA$ BTDC and the fuel pressure was fixed at 85 MPa; the lower heating value of CNG was $10,400kcal/Nm^3$. The results of the engine test showed that the amount of diesel fuel was changed according to the CNG substitution rate. Therefore, when the substitution rate was increased, the amount of diesel fuel was decreased, which affected the energy for ignition. In addition, the ignition delay duration was increased, which affected the thermal efficiency and torque. On the other hand, the COVimep was less than 5% and a stable combustion state of the engine was shown.