• Macromolecular Research
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• 제16권6호
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• pp.549-554
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• 2008

Proton conducting crosslinked membranes were prepared using polymer blends of polystyrene-b-poly(hydroxyethyl acrylate)-b-poly(styrene sulfonic acid) (PS-b-PHEA-b-PSSA) and poly(vinyl alcohol) (PVA). PS-b-PHEA-b-PSSA triblock copolymer at 28:21:51 wt% was synthesized sequentially using atom transfer radical polymerization (ATRP). FT-IR spectroscopy showed that after thermal ($120^{\circ}C$, 2 h) and chemical (sulfosuccinic acid, SA) treatments of the membranes, the middle PHEA block of the triblock copolymer was crosslinked with PVA through an esterification reaction between the -OH group of the membrane and the -COOH group of SA. The ion exchange capacity (IEC) decreased from 1.56 to 0.61 meq/g with increasing amount of PVA. Therefore, the proton conductivity at room temperature decreased from 0.044 to 0.018 S/cm. However, the introduction of PVA resulted in a decrease in water uptake from 87.0 to 44.3%, providing good mechanical properties applicable to the membrane electrode assembly (MEA) of fuel cells. Transmission electron microscopy (TEM) showed that the membrane was microphase-separated with a nanometer range with good connectivity of the $SO_3H$ ionic aggregates. The power density of a single $H_2/O_2$ fuel cell system using the membrane with 50 wt% PVA was $230\;mW/cm^2$ at $70^{\circ}C$ with a relative humidity of 100%. Thermogravimetric analysis (TGA) also showed a decrease in the thermal stability of the membranes with increasing PVA concentration.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.131-131
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• 2009

최근 환경규제가 강화되면서 친환경적인 전력생산 요구 등의 외부환경 변화에 따른 우리나라의 전력구조가 기존의 중압 집중형 발전을 탈피한 분산전원 발전에 대한 관심이 증대되고 있는 실정이다. 특히, 분산전원으로서의 전력생산은 공급의 안전성, 경쟁력 및 에너지의 지속성 등이 요구되어지는데, 재생에너지가 가지고 있는 에너지 지속성의 한계 및 설치의 제약성을 탈피할 수 있는 시스템으로 현재 연료전지시스템이 가장 근접해 있는 실정이다. 즉, 도시가스 인프라가 우수하고 인구조밀 지역이 많은 우리나라의 특성상 각 가정 및 건물에 쉽게 설치하고 공급의 안전성을 갖는 건물용 연료전지는 최근 가장 각광받고 있는 분산전원 시스템 중의 하나이다. 올해부터 모니터링사업의 일환으로 수용가에 설치 될 연료전지 시스템이 얼마나 안정적으로 전기와 열을 각 가정에 공급하고 시스템의 안전성을 확보하는 가는 건물용 연료전지의 분산전원으로서의 가능성 및 국민의 수용성을 증대시키는 중요한 역할을 할 것이다. 연료전지시스템은 상용전력과 연계되어 있기 때문에 시스템의 안정성 뿐만 아니라 상용전력의 변화에 대응하여 안정적인 운전을 하는지에 대한 평가가 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 가정용 연료전지시스템의 성능 및 안전성평가의 일환으로 계통연계형 전력변환장치의 성능 및 안전성을 평가 하고자 한다. 연료전지 검사를 위한 계통연계형 전력변환장치의 시험평가 항목으로는 크게 정상특성성능시험, 보호기능성능시험, 과도응답특성성능시험 및 외부사고성능시험 등으로 나뉘어진다. 본 연구에서는 외부사고 성능시험 항목들인 출력측 단락시험, 계통전압 순간정전?순간강하시험 및 부하차단 시험 등을 통하여 외부사고에 대한 성능 및 안전성을 평가하였다. 외부사고 성능시험의 주 목적은 시스템의 이상 운전이 아니라 외부의 영향에 따른 시스템의 안전성 및 전력품질을 평가한다. 출력측 단락시험을 수행하기 위해서 전력변환장치를 정격 출력 전압, 정격 출력 주파수 및 정격 출력에서 운전한 후, 교류 전원장치는 단락 전류를 검출하여, 사고 발생 후 0.3초 이내에 개방하도록 설정하였다. 여기서, 단락 저항 Rsc를 정격 전류의 10배 이상에 해당하는 부하와 같은 값으로 설정하였다. 스위치 SWSC를 폐로하여 단락 상태를 만들며, 이 때 전력변환장치의 출력전류와 차단 또는 정지 시간을 측정하였다. 실험 결과에 대한 판정기준은 단락전류를 검출하여 0.5초 이내에 개폐기 개방 또는 게이트 블록 기능이 동작하여 시스템을 안정하게 정지시키고 시스템 어떤 부위에도 손상이 없어야 한다. 실험 결과 파워컨디셔너의 출력전류 및 차단 또는 정지된시간이 40ms로 나타났고, 출력전류의 파형도 매우 안정함을 볼 수 있었다. 이와 같이 모든 실험을 수행한 결과 외부사고에 대하여 시스템이 안전하게 정지하는 등 연료전지 시스템의 안전성을 확인하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제43권12호
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• pp.823-828
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• 2006

One of the main issues of Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) is to reduce the operating temperature to $750^{\circ}C$ or less. It has advantages of improving the life of component parts and the long-term stability of a system, so the production cost could be decreased. In order to achieve that, the ohmic and polarization loss of a single cell should be minimized first. This paper presents.to fabricate anode-supported single cells with controlling microstructure as a function of particle size and volume of graphite and NiO-YSZ weight ratio. By means of optimizing the manufactural condition through microstructure analysis and performance evaluation, the single cell which had NiO-YSZ=6:4, graphite volume of 24% and graphite size of $75{\mu}m$ as the anode composition showed a distinguished power density of $510mW/cm^2$ at $650^{\circ}C$ and $810mW/cm^2$ at $700^{\circ}C$, respectively.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제21권3호
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• pp.29-33
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• 2016

청정에너지 발전설비의 요구가 늘면서 태양광, 풍력, 연료 전지 등의 분산전원 개발이 급속도로 증가하고 있다. 반면에 이러한 증가로 인하여 배전시스템은 복잡해지고 있으며 무효전력으로 인한 역률 저감, 불평형 부하에 의한 불평형 전류 등의 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점들을 해결하기 위하여 본 논문에서는 태양광용 3상 4선 타입의 전력변환장치에 무효전력, 불평형 전류를 보상하는 알고리즘을 적용하였다. 제안한 태양광 전력변환장치는 기본 출력동작 뿐만 아니라 계통 전력 품질의 저해요소들에 대해서 보상이 가능하며 PSCAD/EMTDC를 이용한 시뮬레이션을 통하여 그 성능을 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1050-1060
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• 2012

SOFC시스템 고효율화의 한 방법으로 SOFC/GT 하이브리드시스템은 유효하다. 그러나 시스템의 출력 규모가 수십 MW급의 선박용이라면 하부시스템으로 사용되는 GT시스템의 냉각방식 도입은 장치를 복잡하게 만들고 제어 또한 쉽지 않게 된다. 따라서 선박용으로는 SOFC/GT(유냉각) 하이브리드시스템보다 SOFC/GT(무냉각) 하이브리드시스템이 더 적합해 보인다. 본 연구는 SOFC/GT(무냉각) 하이브리드시스템을 구축하고 그 시스템에 대한 스택의 작동온도와 전류밀도, 가스터빈의 압력비, TIT가 시스템의 성능에 미치는 영향 등을 시뮬레이션을 통하여 검토한 것으로 공기압축기 소요 동력의 증가에도 불구하고 전기적 효율은 상승되며 TIT에는 운전을 위한 제한된 온도범위가 존재한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권4호
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• pp.405-412
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• 2012

MCFC 발전시스템에서 연소기는 연료극의 배가스 중에 포함된 미반응 가스를 연료로 사용하여 공기극에 $H_2O$와 $CO_2$ 농도가 높은 고온의 혼합가스를 공급하는 역할을 한다. 하지만 이러한 배가스는 가연한계 이하로 내려가게 되어 통상적인 연소방식에 의한 완전연소가 어렵기 때문에 이를 해결하기 위하여 촉매연소기를 사용한다. 완전연소 및 이에 다른 공해물질의 저감 특성에 따라 최근 촉매연소는 환경친화적인 연소방식으로 주목받고 있다. 따라서 본 연구에서는 MCFC 발전시스템의 BOP 시스템에 적용되는 촉매연소기에 대한 실험연구를 수행하였다. 본문에서는 실험장치를 설명한 후 촉매연소 시스템의 설계변수, 즉, $H_2$ 연료 첨가에 따른 연료조성, 유입가스의 온도, 과잉 공기비, 촉매의 종류, 그리고 시동 스케줄에 따른 촉매연소 특성을 고찰하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기기기 및 에너지변환시스템부문
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• pp.212-214
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• 2008

본 논문에서는 용량증대의 편리성, 유지 보수의 수월성, 전원에 따른 PCS 모듈화를 위해 연료전지와 같은 입력전원 증가 시 동일한 전력분배를 위한 PCS의 병렬운전기법이 적용된 연료전지 발전시스템을 개발하였다. 또한 다중 연료전지 발전시스템 PCS의 기생 성분의 영향을 분석하고 시뮬레이션 및 실험을 통해 검증하였다.

• 한국추진공학회지
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• 제12권6호
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• pp.56-65
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• 2008

• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권10호
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• pp.42-48
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• 2010

The Microsource has to supply high quality Power that has high reliability and high energy efficiency to Load according to operating type of Microgrid. The energy sources of microsource type have various dynamic characteristic and transient response corresponding to classes and application skill. This paper shows dynamic characteristic of Microgrid according to Energy Source of microsource type. This research has been carried out by detailed modelling of Microturbine system and Fuelcell system. All models are realized by EMTP/RV and simulated change of operating type and load increase within Microgrid of DC constant voltage inverter model and Microturbine, Fuelcell based Microsource.

• 대한전기학회논문지
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• 제41권6호
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• pp.579-587
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• 1992

This paper is to study on the step-up DC-DC converter for power system which yields output characteristics of low voltage and high current, such as fuel cell generation system. DC-AC-DC scheme is suggested for high ratio of voltage conversion. Three phase MOSFET-SPWM inverter is adopted for intermediate AC conversion and inverter output frequency is chosen at 400[Hz] in order to reduce the size of magnetic circuit and DC filter. Since control strategy which combines voltage controller with current controller in parallel is used, good output performance is obtained both in steady state and in transient state like load variation, not only in single unit operation but also in parallel operation.