• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.27-27
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• 2010

최근에 고유가와 지구온난화로 인하여 에너지가 향후 인류의 50년을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있어서 지구의 모든 에너지의 근원인 태양광을 이용하는 태양광 발전은 무한한 청정 에너지로 각광받고 있다. 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지는 풍력, 수소연료전지, 조력, 바이오에탄올 등의 신재생에너지 기술 중에서 상품성은 가장 뛰어나지만 발전단가가 가장 높은 것이 단점이다. 태양광 발전단가를 줄여서 기존의 화석에너지를 이용한 발전단가와 견줄 수 있는 그리드 패러티(grid parity)를 달성하려면 태양전지 모듈의 고효율화와 동시에 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 현재 태양광 모듈 시장의 90%는 효율이 12-16% 정도로 높은 단결정(single crystalline or monocrystalline) 실리콘이나 다결정(polycrystalline or multicrystalline) 실리콘 등의 벌크(bulk)형 결정질 실리콘 모듈이 차지하고 있으나 원재료인 실리콘 웨이퍼의 제조단가의 50%를 차지하고 있어서 저가화가 어렵다. 반면, 원료가스를 분해하여 대면적 기판에 증착하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지의 경우는 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 박막 실리콘 모듈은 매우 적은 실리콘 원재료를 소비한다. 단결정이나 다결정 실리콘 웨이퍼의 두께가 $180-250\;{\mu}m$ 정도인 것에 비해서 박막 실리콘의 두께는 $0.3-3\;{\mu}m$ 수준이다. 더불어, 유리, 플라스틱 등의 저가 기판에 저온 대면적 증착이 가능하여 저가양산화에 유리하다. 박막 실리콘 모듈은 벌크형 실리콘 모듈(-0.5%/K) 대비 낮은 온도계수[비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H)의 경우 -0.2%/K]와 빛의 세기가 약한 산란광에서도 동작하여 평균발전시간이 증가하므로 외부환경에서 우수한 발전성능을 보이고 있다. 태양전지 모듈은 상온에서의 안정화 효율을 기준으로 가격이 책정되어($/$W_p$) 판매되기 때문에 벌크형 실리콘 모듈에 비해서 박막 실리콘 모듈은 가격대 성능비가 우수하다. 따라서 박막 실리콘 모듈은 벌크형 결정 실리콘 모듈의 대안으로 떠오르고 있으며, 레이저 기술을 이용하여 수려한 투광형 건물일체형(building integrated photovoltaic; BIPV) 모듈을 제작할 수 있는 장점도 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기존의 양산화된 단일접합 비정질 실리콘 태양광 모듈은 효율이 6-7%로 낮아서 설치면적 및 설치 모듈의 증가가 성장의 걸림돌이 되고 있다. 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 도모하기 위해서 적층형 탄뎀셀로 양산 트렌드가 변화하고 있다. 이에 적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구에 대해서 논의한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.4
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• pp.344-349
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• 2013

Energy storage system is an energy reservoir which can store the electrical energy produced by the power plant into the chemical energy at the time whenever it needs to use. Accordingly, the energy storage system can help to improve the energy utilization efficiency and the stabilization of the power supply system. In addition, it can cope with the issues of carbon dioxide reduction and depletion of fossil fuel. Lead-acid battery in the secondary battery fields is one of the most developed technologies. It is also economical, reliable storage device. Therefore, the instantiation case of energy storage system using lead-acid battery was investigated for the reference studies.

• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• v.9 no.2
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• pp.187-190
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• 2005

As the interest in environmental pollution increases acknowledging that interrelated energy and environment problem, the use of renewable energy is uprising. Among the renewable energy resource, Wind and Solar energy has no environmental impact and use unlimited resource. Solar power is not available during the night time, the wind power can be used as a natural supplement Data of irradiance and wind speed recorded in average day for years are used. These data are used to obtain the probability average power of wind and solar systems. In this paper, A technique that can lay the foundation fot building the wind and solar power systems of a southwest area in a optimal way.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.4
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• pp.487-495
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• 2023

Ammonia is either a crucial resource of fertilizer production for solving the food problem of mankind or an important energy source as both an eco-friendly hydrogen carrier and a carbon-free fuel. Therefore, nowadays ammonia synthesis and decomposition become promising. Then, a catalyst is required to effectively perform the ammonia synthesis and decomposition. In order to design high-performing as well as cheap novel catalysts for ammonia synthesis and decomposition, it is necessary to test huge amount of catalyst candidates, but it is inevitably time-consuming and expensive to search and analyze using only traditional approaches. Recently, new methods using machine learning which is one of the core technologies of the 4th industrial revolution that can quickly and accurately search high-performance catalysts has been emerging. In this paper, we investigate reaction mechanisms of ammonia synthesis and decomposition, and we described recent research and prospects of machine learning-driven methods that can efficiently find high-performing and economical catalysts for ammonia synthesis and decomposition.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.38-39
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• 1995

최근 자동차 대체 연료로 가솔린에 10% 무수에탄올이 혼합된 Gasohol 사용에 관한 관심이 고조되고 있으며, 이는 Gasohol이 자동차 배기 가스중의 일산화탄소 및 탄화수소 함유량을 감소시켜 대기 오염을 줄일 수 있기 때문이다. Gasohol에 사용되는 무수에탄올의 농도는 99.5% 이상이어야 하며, 이러한 고순도의 에탄올을 제조하기 위해서는 물과 에탄올의 공비 혼합물(95.6% 에탄올)로부터 공비증류, 분자체 흡착, 투과증발과 같은 분리 조작을 이용하여 물을 제거하는 공정이 필요하다. 현재 에탄올 탈수에는 공비증류가 많이 사용되고 있으나 공비증류는 에너지 사용량이 많을 뿐더러 유독한 Entrainer를 첨가하기 때문에 투과증발과 같은 저 에너지 소비형, 환경친화적인 공정으로의 전환이 이루어지고 있다. 에탄올 탈수용 투과증발 플랜트는 전세계 20여개가 가동되고 있으며, 상업화된 플랜트의 대부분은 독일의 Deutsche Carbone사가 제조한 PVA/PAN 투과증발 복합막을 사용하고 있다. 투과증발 시스템은 물에 대한 친화도가 높은 투과증발막 및 모듈, 기타 분리 구동력을 높여주기 위한 Heater, 진공펌프, 냉각기, 열 교환기 등의 주변 설비로 구성되며, 투과증발 시스템 개발을 위해서는 우수한 막/모듈 제조와 아울러 최적 공정 설계 기술 개발이 필수적이라 하겠다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.2 no.1
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• pp.99-106
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• 1998

In order to investigate the impact properties of structural materials for LNG tank, instrumented Charpy impact tests were carried out at cryogenic temperatures. $9\%$ Ni steel showed a superior fracture resistance because of less degradation in toughness until 77 K. From the load-deflection curve obtained by an instrumented methods it was found that with the decrease of temperature from 173 K to 77 K, the peak load in the curve increased, but the total absorbed energy decreased. In addition, the energy absorbed during the crack growth was larger than one absorbed in the process of crack initiation. In SUS304L material, the energy absorbed in the process of the crack initiation was relatively large, but the energy absorbed in the process of crack growth was small, the behavior of absorbed energy was well agreed with the observations of the fracture surface which showed a relatively smooth fracture surface. The absorbed Charpy impact energy in the case of A5083 alloy was lower as compared with other steels, and some cracks were observed along the crack propagation direction at the fracture surface of 77 K.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.130.2-130.2
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• 2010

2020년까지 대형 CCS (Carbon Capture and Storage) Demo Plant 시장 (100MW 이상) 이 형성될 전망이다. 발전 부문에서 대규모 CCS 실증 프로젝트는 총 44개이며 연소전(41%), 연소후(28%), 순산소(3%) 프로젝트가 계획되어 있다. 순산소 연소 기술은 실증진입단계, 연소후(USC) 기술은 상용화 추진단계, 연소전 (IGCC) 기술은 실증완료 이후 상용화 진입 단계이다. IGCC 발전의 석탄가스화 기술은 타 산업분야에 서 상용화 되어있어 기술신뢰성이 높다. IGCC 단위설비 기술 개발을 통한 성능개선 및 비용절감에 대한 잠재력을 가지고 있기 때문에 미래의 석탄발전기술로 고려되고 있다. IGCC 기술은 가장 상용화에 앞서있지만 아직까지 IGCC+CCS 대형 설비가 운전된 사례가 전 세계적으로 없으며 미국 EPRI 등에서 Feasibility Study 단계이다. 현재 국책과제로 수행중인 300MW급 태안 IGCC 플랜트를 대상으로 향후 CCS 설비를 적용했을 경우에 대해 기술 타당성 검증을 목적으로 IGCC+CCS 모델링을 수행하였다. 모델링은 스크러버 후단의 합성 가스를 대상으로 하였다. Water Gas Shift Reaction (WGSR) 공정 및 Selexol 공정을 구성하여 최종 단에서 수소 연료를 생산할 수 있도록 하였다. WGSR 공정은 Co/Mo 촉매반응기로 구성되었다. WGSR 모델링을 통하여 주입되는 스팀량 (1~2 mol-steam/mol-CO) 및 온도 변화 ($220-550^{\circ}C$)에 따른 CO가스의 전환율을 분석하여 경제적인 설계조건을 선정하였다. Selexol 공정은 $H_2S$ Absorber, $H_2S$ Stripper, $CO_2$ Absorber, $CO_2$ Flash Drum으로 구성된다. Selexol 공정의 $CO_2$와 $H_2S$ 선택도를 분석 하였으며 단위 설비별 설계 조건을 예측하였다. 모델링 결과 59kg/s의 합성가스($137^{\circ}C$, 41bar, 가스 조성은 $CO_2$ 1.2%, CO 57.2%, $H_2$ 23.2%, $H_2S$ 0.02%)가 WGSR Process를 통해 98% CO가 $CO_2$ 로 전환되었다. Selexol 공정을 통해 $H_2S$ 제거율은 99.9%, $CO_2$제거율은 96.4%이었고 14.9kg/s의 $H_2$(86.9%) 연료를 얻었다. 모델링 결과는 신뢰성 검증을 통해 IGCC+CCS 전체 플랜트의 성능예측과 Feasibility Study를 위한 자료로 활용될 예정이다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.4
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• pp.70-77
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• 2023

In response to climate change, each country is proposing a goal to reduce greenhouse gases in its energy supply and demand plan, and the use of hydrogen gas is a topic that is always prioritized as an energy resource for implementation. A popular way to use this hydrogen gas is the use of hydrogen fuel cell vehicles, and expansion of hydrogen charging stations is essential for using these hydrogen fuel cell vehicles. However, there are several limitations to the expansion of hydrogen refueling stations, the most representative of which is resident acceptance. Most of the hydrogen charging stations currently built in Korea are located in the outskirts with low population density, so the inconvenience to hydrogen fuel cell vehicle users has not been resolved, and as a result, there has been no progress in the spread of hydrogen fuel cell vehicles. In this paper, we analyzed the consequences of accident damage to determine the risks of constructing a hydrogen charging station on a railroad site frequently used by citizens. The target hydrogen charging station site was a railroad depot in Busan, and there are trains, national highways, and commercial facilities around this site. Assuming the worst-case scenario, we would like to consider the safety of the hydrogen refueling station site by analyzing the area affected by the accident and its consequence.

• The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication
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• v.21 no.6
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• pp.129-134
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• 2021

Recently, the demand for electricity is gradually increasing due to the rapid industrial development and the improvement of living standards. In the case of Korea, which is highly dependent on fossil fuels due to such a surge in electricity demand, reduction and freezing of greenhouse gas emissions due to international environmental regulations will immediately lead to a contraction in industrial activities. Accordingly, there are many difficulties in competition with advanced countries that want to link the environment with the country's industrial production activities, and the development of alternative energy as a countermeasure is of great interest around the world. Among these new power generation methods, small-scale power generation facilities with relatively small capacity include photovoltaic generation, wind power generation, and fuel cell generation. Among them, the fuel cell attracts the most attention in consideration of continuous operation, high power generation efficiency, and long-term durability, which are important factors for practical use. Therefore, in this paper, the fuel cell power generation system was researched and constructed by designing the power conversion circuit necessary to finally obtain the AC power used in our daily life by using the DC power generated from the fuel cell as an input.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.28 no.4
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• pp.657-666
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• 2022

The International Maritime Organization(IMO) recommends the active implementation of national policies on technological development and energy efficiency to reduce Green House Gas (GHG) in the international shipping sector. Such IMO environmental regulation policies have a great impact on the entire shipping sector and are also a heavy burden on ship's owners. The most reasonable way to curb GHG emissions from ships comes down to the development of zero-emission ships. In other words, the development of a fuel cell ship (FCS) driven by an eco-friendly fuel is an alternative that can escape the IMO regulations. Countries in Asia, Northern America, and Europe independently develop and produce PEMFC, and are pursuing international standardization by acquiring approval in principle from an internationally accredited registration authority. Currently, there are three types of fuel cells (FC) that are recommended for ships: a Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC), a Molten Carbonate Fuel Cell (MCFC), and a Solid Oxide Fuel Cell (SOFC). In this study, PEMFC, which is expected to grow continuously in the global FC market, was analyzed domestic and international development trends, specifications, performance, and empirical cases applied to ships. In addition, when applying PEMFC to ships, it was intended to suggest matters to be considered and the development direction.