• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.238-243
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• 2012

저탄소 친환경 대체 에너지의 한 분야인 수소에너지는 화석연료의 개질 및 물의 전기분해 등 다양한 방법을 통해 얻어진다. 수소를 연료로 사용하는 연료전지인 PEMFC용 1kW급 평판형 수소생산시스템을 자체 개발 중이다. 연소조건에 따른 평판형 수소생산시스템의 개질적정온도까지의 승온시간과 CO, $O_2$, $CO_2$의 평균 농도를 통해 개질기 내 연소기의 특성을 조사하여 개질기의 적정 운전조건을 확인하였다. 차후 PEMFC용 고효율 평판형 수소생산시스템의 개발에 있어 수치해석, 수소수율 및 시스템의 전체 효율을 연구하기 위해 기초연구를 진행하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.602-608
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• 2014

저탄소 친환경 대체 에너지의 한 분야인 수소에너지는 화석연료의 개질 및 물의 전기분해 등 다양한 방법을 통해 얻어진다. 수소를 연료로 사용하는 연료전지인 PEMFC용 1kW급 평판형 수소생산시스템을 자체 개발하였다. FEMFC는 CO에 의한 오염에 민감하므로 공급되는 개질가스 중에 CO 농도는 10ppm 이하로 제거되어야 한다. 본 연구에서는 다양한 실험조건에서 $H_2$ 및 CO의 농도를 측정하여 최적의 운전조건을 확립하였다. 결과적으로 A/F ratio ${\alpha}=1.3$, STR temperature 1023K, S/C ratio 3, and $PrOx1{\cdot}2$ 30cc/min에서 최적임을 확인하였다. 또한 PrOx 2단이 CO 농도를 줄이는데 더욱 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.103-106
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• 2006

The Plate reformer consisting of combustion chamber and reforming chamber for 25 kW MCFC stack has been operated and computational fluid dynamics was applied to estimate reactions and thermal fluid behavior in the reformer. The methane air 2-stage reaction was assumed in the combustion chamber, and three step steam reforming reactions were included in the calculation. Flow uniformity, reaction rate and species distribution, and temperature distribution were analyzed. In particular, temperature distribution was compared with the measurements to show good agreement in the combustion chamber, however, inappropriate agreement in the reformer chamber

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권3호
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• pp.343-350
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• 2012

본 연구에서는 외부 개질기에 열원을 공급하기 위한 시스템 내에 가용한 열에너지의 활용 및 확보에 대한 해석을 위해서 외부 개질기를 연계한 평판형 SOFC 시스템의 해석 모델을 구축하고자 한다. 이러한 해석을 위한 모델 구축을 위해 Matlab simulink$^{(R)}$ 기반의 ThermoLib module을 사용하였으며, 구축된 해석 모델을 통하여 시스템의 성능 향상을 위한 구성 기법에 대해서 연구를 하였다. 시스템 구성 방법은 기존 시스템의 layout을 바꾸기 위해 공기극 출구가스 재순환 및 외부개질기와 촉매연소기를 통합한 개질반응시스템 적용, 개질기에 공급되는 혼합연료의 예열, 연료극 출구가스의 응축을 통한 연료 농도 향상 등을 고려하였다. 시뮬레이션의 해석 결과에서는 SOFC 시스템에 있어서 일반 연소기를 적용한 기준 시스템에 비하여 촉매 연소기를 사용한 시스템의 전기 효율이 12.13% 향상되었으며, 연료극 출구 가스를 응축시켜 버너로 연소시킨 시스템에서는 열효율이 76.12%로 가장 높았다.

• 신재생에너지
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• 제1권4호
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• pp.12-18
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• 2005

세계적으로 수소에너지를 미래 에너지의 대안으로 여겨지고 있기 때문에 수소에너지 관련기술은 미래 국가 경쟁력을 좌우할 것으로 예상되고 있으며 수소에너지시대의 핵심인 수소스테이션 관련기술을 개발은 국가 연료전지 시장을 비롯한 수소 자동차 산업 전반에 큰 영향을 미칠 것으로 예상되고 있다. 이에 따라 전 세계적으로 수소에너지를 차세대 에너지원으로 개발하기 위하여 전력을 다하고 있으며 수소제조기술개발 및 수소스테이션 실증연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수소스테이션용 $20Nm^3$/hr급 컴팩트형 고효율 수소제조장치 기술개발내용에 대하여 소개하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.191-198
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• 2011

According to the propagation of fuel cell system, the importance of that system efficiency is being magnified. Thus, the efficiency improvement of reformer which is the important factor of fuel cell system will be required. This study has been experimentally performed to evaluated the performance of plate type STR reactor. At first, we changed fuel flow rate (2, 3 and 4 l/min) in burner, and then we measured a proportion of hydrogen in produced gas through the STR reactor by G.C for evaluating the performance of plate type STR reactor in various fuel supply conditions. And we changed S/C ratio (2 and 4) and measured a proportion of hydrogen in produced gas through the STR reactor. As a results, condition at fuel flow rate 2 and 3 l/min could not be supplied amount of heat for STR sufficiently. Condition at fuel flow rate 4 l/min could supplied a heat excessively. And condition at S/C ratio 2, reaction occurred insufficiency. But condition at S/C ratio 4 was excess. From above, we found the optimum conditions that were fuel rate 3.5 l/min and S/C ratio 3.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.244-249
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• 2012

최근 화석연료 사용으로 인한 에너지 위기와 환경오염 문제가 사회적 문제점으로 떠오르고 있어 친환경 에너지 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PEMFC는 기본적으로 수증기 개질반응을 통해 고순도 수소를 얻고 있지만 운전 시 기동시간이 길고 빠른 기동을 필요로 하는 곳에는 문제가 있다. 따라서 본 연구실에서는 1KW급 평판형 STR 반응기에 적용할 연소기의 고효율 및 균일가열을 목표로 세라믹 허니컴을 적용하는 가능성을 알아본다. 한편, 축열체의 열량 보존시간에 대한 실험결과는 마일드연소기 개발에서 공기의 고온화를 위한 기초자료로 활용하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.286-294
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• 2010

According to the propagation of fuel cell system, the importance of that system efficiency is being magnified. Thus, the efficiency improvement of reformer which is the important part of fuel cell system will be required. In structural aspect, the reformer is classified into cylindrical and plate type. Plate type reformer features better maintenance and space efficiency compared with cylindrical type. In this study, we changed the shape of combustion chamber to improve the reforming efficiency. And then we performed the CFD simulation to predict the spacial distribution of temperature. Analysis cased contains with baffles, fins, baffles and fins, and without those. In case of only with-baffle, temperature distributions were uneven because the high temperature stream was concentrated near the baffle end. In case of with-fin, the temperature distributions were relatively even than other cases.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.403-408
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• 2006

The plate reformer consisting of combustion chamber and reforming chamber for 25 kW MCFC stack has been operated and computational fluid dynamics was applied to estimate reactions and thermal fluid behavior in the reformer. The methane air 2-stage reaction was assumed in the combustion chamber, and three step steam reforming reactions were included in the calculation. Flow uniformity, reaction rate and species distribution, and temperature distribution were analyzed. In particular, temperature distribution was compared with the measurements to show good agreement in the combustion chamber, however, inappropriate agreement in the reformer chamber.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.467-470
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• 2006

For a mobile application such as cellular phone, micro fuel cells should be extremely compact and thin. RHFC can be an alternative solution because RHFC gives higher power density than DMFC and does not need ahydrogen storage vessel In this paper, RHFC using methanol fuel is made as a novel planar design without a PROX. Both reformer and cell are made closely in a same plate to share the heater of reformer with the cell. The PBI membrane is used in the cell. The reason is that high temperature of reformer can cause a performance drop when perfluorosulfonic acid membrane such as Nafion is used such a high temperature operation also guarantees the higher CO tolerance to MEA catalyst. The cell is designed as an air-breathing type which the cathode of the cell is opened to the air. The commercial Cu/ZnO/Al2O3 steam reformer catalyst is packed in reformer channel. The active area of MEA is $11.9cm^2$ and the peak power density was $27.5mW/cm^2$.