• Journal of the Korea Convergence Society
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• v.12 no.2
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• pp.193-200
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• 2021

As the degree of environmental pollution caused by the use of fossil fuels intensifies, many countries continue to invest in the development of alternative energy. PEMFC, one of the alternative energies, consists of four main components: bipolor plate, electrolyte, gas diffusion layer, and electrode. Among them, bipolor plate, the gas diffusion layer, and electrode are generally manufactured using carbon materials such as carbon black and carbon fiber. These carbon materials are expensive in manufacturing process or have disadvantages such as corrosion, and research is being conducted in many fields to improve this. This paper collects several research results conducted to improve the shortcomings of these three components and examines the trends of PEMFC by grasping what problems have been and how they have improved.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.5
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• pp.518-521
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• 2011

A PEMFC single cell with the active area of $25cm^2$ was used to verify the effect of water management in the anode. Water management is one of the most critical operating variables. In this paper the effect of operating condition change, such as anode humidification and temperature, was investigated under constant current density of $200mA/cm^2$ where possible anode flooding operating area. Also experiments to observe the effect of the anode and cathode stoichiometry change and flow field design on the water management were performed. The water management was effected by the stoichimetry change. The temperature and humidification change also affected the fuel cell performance.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.34 no.2
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• pp.141-148
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• 2023

The thermodynamic performance of the electrochemical hydrogen compressor was analyzed to perform a comparative analysis with the performance of the mechanical compressor. The performance was analyzed through the applied current and the measured voltage value. The test results showed that the efficiency of the electrochemical hydrogen compressor was high in the low current density range. In addition, it was confirmed that the amount of increasing compress work of the electrochemical hydrogen compressor is smaller than that of the mechanical compressor. Therefore, it is expected to have higher efficiency than mechanical compression when compressed with a sufficiently high-pressure range.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.79.2-79.2
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• 2010

FCEV(Fuel Cell Electric Vehicle)는 연료전지스택의 각 셀에서 반응하는 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 차량을 구동하는 시스템이다. 이러한 연료전지 셀이 정상적인 발전이 되지 않을 경우 비정상적인 전압이 발전되고 이것을 방치한다면 연료전지 스택의 영구적인 고장을 야기할 수 있다. 이를 방지하기 위해 SVM(Stack Voltage monitor) 제어기는 각 셀의 전압을 측정하고 그 정보를 상위 제어기인 FCU(Fuel cell Control Unit)에 전달한다. 이에 FCU는 연료전지스택의 고장을 운전자에게 알리고 연료전지스택의 발전을 멈추게 한다. 기존에 SVM 제어기는 각 셀마다 분압저항을 통하여 측정하며 이 전압의 차를 이용하여 셀 전압을 계산하는 방식이었다. 이는 상위 셀로 갈수록 오차가 커지는 문제가 있고 다수의 CPU 및 DC/DC 컨버터가 적용이 필요하여 복잡한 구성과 가격이 높은 문제가 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 cell monitoring IC를 적용하였고 좀 더 정밀한 측정과 간단한 인터페이스를 구성할 수 있었다. 본 연구에서는 기존 SVM 제어기보다 안정되고 정밀한 SVM 제어기의 개발에 대해 기술하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.85.1-85.1
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• 2010

캐스케이드형 연료전지 시스템에 있어서 각 스택의 단에서 전기화학반응에 의해 생성된 물을 분리하여 적절하게 배출시켜주는 것은 스택의 성능 및 내구성 향상을 위해 매우 중요하다. 이를 위해 연료전지 스택 각 단의 상이한 조건에 맞는 기액분리기의 설계가 필요하다. 유량에 따른 기액분리기의 부피와 원활한 연료 가스와 생성수의 분리를 위한 내부구조 및 입구 속도 등의 변수들에 따라 기액분리기의 성능 뿐만 아니라 연료전지 시스템 전체의 성능에 영향을 준다. 그러나 기액분리기의 폐쇄적 구조 때문에 실험을 통해 내부의 거동 및 현상을 파악할 수 없어 앞서 언급한 변수들의 효과를 확인할 수 없는 문제점이 있다. 이에 CFD(Computational Fluid Dynamics, 전산유체역학)를 활용하여 각 조건에 따른 기액분리기 내부의 현상을 파악하고 이를 통해 기액분리기 설계를 최적화하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2003.05d
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• pp.1-5
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• 2003

연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 직접 변환시키는 전력 변환 장치로써, 수명이 길고 에너지 밀도가 높아 기존의 축전지 대체 에너지원으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 최근 소형 휴대용 전자기기용 전원으로 개발되고 있는 마이크로 직접메탄올 연료전지는 연료의 취급이 용이하고, 운전온도가 낮기 때문에 초소형화가 가능하다. 이러한 여러 가지 장점을 가진 직접메탄올 연료전지를 기반으로 하는 마이크로 연료 전지(Micro fuel cell)의 구성과 개발 현황 및 응용에 대하여 기술하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.288-294
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• 2000

본 논문은 1차와 2차 연료 라인을 설치한 실제 연소로에 형성된 프로판 난류화염으로부터 방출되는 NO의 생성변화를 연구하였다. 1차 연료는 버너의 노즐로 일정하게 공급되고, 추가적으로 2차 연료는 맥동되거나 또는 일정한 양이 첨가되었다. 2차 연료를 공급 튜브의 위치를 주 연료 튜브의 중심 또는 보염기 주위에 설치하였다. 연소로의 출구에서 화학종 $O_2$,CO, $CO_2$, NO와 HC(미연 탄화수소)의 평균 농도를 측정하였다. 당량비가 증가함에 따라, 후자의 방식에서의 NO 농도의 분포는 전자의 방식에서 보다 더 천천히 증가하였다. 당량비가 0.5에서 0.54 범위에서는 전자의 방식보다 후자의 방식이 NO 생성을 dir 35%까지 감소시켰다. 2차 연료의 맥동에 대한 NO에서도 변화의 영향은 2가지 방식에서 모두 나타나지 않았다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.10c
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• pp.256-257
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• 2007

본 논문에서는 연료전지용 PCS 설계 및 시뮬레이션 시 연료전지의 비선형 전원 특성에 의한 영향을 확인하기 위하여 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC) 스택을 전기화학 방정식을 기반으로 모델링한다. 모델링된 연료전지 전원을 부스트 컨버터의 입력으로 활용하여 시뮬레이션을 수행한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.85.2-85.2
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• 2011

현재 중온의 고체산화물 연료전지를 위해 다양한 전해질에 대한 연구되었으며 1994년 Ishihara et al.에서 1074K의 온도에서 높은 이온전도도를 갖는 페록스카이 구조를 갖는 LSGM 물질을 발표하였다. Sr과 Mg을 도핑한 Lanthanum gallate는 이온전도도가 1073K에서 0.14S/cm로 YSZ의 5배로 높은 이온전도도를 갖고 있으며 산화환경에서부터 환원환경에서 화학적으로 안정한 특성을 갖고 있다. 또한 LSGM 전해질은 넓은 산소 농도범위에서 안정적인 특성을 갖는 장점을 갖고 있다. 그러나 LSGM은 가장 널리 사용되는 연료극의 Ni 촉매와 고온 소결시 상호확산현상에 의한 2차상을 생성시켜 성능 저감의 원인으로 그 해결방안이 요원한 실정이다. 이에 본 논문에서는 LSGM 전해질에 LSGM scaffold를 형성하고 형성된 scaffold에 연료극 촉매 solution을 infiltration 시켜 저온에서 anode를 형성하여 그 성능을 연구하였다.

• 대한방사선방어학회:학술대회논문집
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• 2009.04a
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• pp.260-261
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• 2009