• 대한기계학회논문집B
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• 제29권6호
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• pp.722-729
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• 2005

Design analysis of the solid oxide fuel cell and gas turbine combined power system is performed considering different methods for preheating cell inlet air. The purpose of air preheating is to keep the temperature difference between cell inlet and outlet within a practical design range thus to reduce thermal stress inside the cell. Three different methods considered are (1) adopting a burner in front of the cell, (2) adopting a preheater (heat transfer from the main combustor) in front of the cell and (3) using recirculation of the cathode exit gas. For each configuration, analyses are carried out for two values of allowable maximum cell temperature difference. Performance characteristics of all cases are compared and design limitations are discussed. Relaxation of the cell temperature difference (larger difference) is proved to ensure higher efficiency. Recirculation of the cathode exit gas exhibits better performance than other methods and this advantage becomes more prominent as the constraint of the cell temperature difference becomes more severe (smaller temperature difference).

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2011년도 춘계학술대회
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• pp.589-592
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• 2011

본 논문에서는 급속 충 방전이 가능하고 높은 충 방전 효율 및 반영구적인 사이클 수명 특성으로 보조 배터리나 배터리 대체용으로 사용될 수 있는 차세대 에너지 저장장치인 수퍼커패시터 모듈과 양방향 직류-직류 컨버터를 이용한 연료전지 시스템에 관한 연구를 진행하였다. 수퍼커패시터의 전압 불균형으로 인한 과전압 방지를 위하여 병렬 모니터 회로를 제작하고, 시뮬레이션과 실험을 통하여 동작 성능을 확인하였다. 제작한 수퍼커패시터 모듈을 바탕으로 하이브리드 연료전지 시스템을 구성하였고, 구성된 시스템에 부하장치를 연결하여 연료전지 시스템의 동작 성능을 시험 및 평가하였다. 이를 통하여 연료전지 발전시스템의 느린 동특성, 부하에 따른 출력전압 변동, 에너지 저장 능력 결핍과 같은 단점을 보완하여 연료전지 발전 시스템의 성능을 향상시킬 수 있었다.

• 한국항공우주학회지
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• 제41권3호
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• pp.233-239
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• 2013

화학수소화합물 수소저장방법을 이용한 100 W 급 연료전지 시스템을 소형 무인항공기의 추진시스템으로 적용하는 연구를 수행하였다. 소형/경량 수소 발생 제어장치와 연료전지/배터리 하이브리드 전력 공급 방법으로 효율성 및 안정성을 증대하였다. $NaBH_4$ 수용액을 이용한 수소 발생장치와 Dead-end 형식의 PEMFC를 이용한 연료전지 시스템의 지상, 비행 시험이 수행되었다. 연료전지 스택을 안정적으로 운전하고, 높은 효율을 얻기 위해 45 kPa의 압력을 가하는 방법을 적용하였다. 수소 발생 시스템 내부 압력을 이용한 수소 발생 제어 장치는 45~55 kPa 사이에서 유지되며 안정적으로 수소가 공급되는 것을 확인하였다. 그 결과, 100 W 연료전지 시스템이 소형 무인항공기 적용하기에 무게 및 소비 전력을 만족함을 확인하였고, 시험비행을 통해 성능을 입증하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권2호
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• pp.239-251
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• 2024

본 연구에서는 온실가스 배출을 감축하기 위해 메탄올을 추진 연료로 사용하는 선박에 수소 연료전지 시스템이 추가된 하이브리드 시스템 공정을 설계하였다. Case1에서는 메탄올 연료 엔진 시스템을 설계하여, 엔진에 가솔린 대신 메탄올을 연료로 공급했을 때의 배기가스 배출량을 알아보았다. Case2에서는 Case1에 메탄올 개질 시스템을 추가해, 수소연료전지 시스템을 설계하였다. 이 하이브리드 시스템에서는 그레이 수소를 생산하며, 엔진과 연료전지의 출력을 조합하여 선박을 구동한다. 하지만 그레이 수소는 수소를 생산하는 과정에서 탄소를 배출한다는 단점이 있다. 이 점을 보안하기 위해 Case3에서는 CCU시스템을 추가하였다. Case2에서 배출한 Flue gas의 이산화탄소를 포집한 후, 그레이 수소와 합성해 블루 메탄올을 생산하였다. 본 연구에서는 Case study를 통해 개질 온도220℃, 개질 압력500kPa, SCR은 1.0, flow ratio가 0.7일 때 최적의 운전조건임을 알 수 있었다. Case3의 시스템은 Case1에 비해 탄소 배출량을 42% 감소시켰다. 결과적으로, Case3의 하이브리드 시스템을 통해 선박의 이산화탄소 배출을 유의미하게 저감할 수 있을 것으로 예상한다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 A
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• pp.24-26
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• 1999

A new hybrid vehicle Powered by fuel cells is being developed in order to improve the fuel conversion rate and reduce air pollutions. Fuel cell electric vehicle(FCEV) is considered to be the next generation electric vehicle with on board generator. This paper is to determine the current technical status of FCEVs and assess and judge the prospect of the prospects of fuel cell electric engines.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1994년도 추계학술발표회 초록집
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• pp.14-16
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• 1994

The development of proton exchange membrane fuel cells(PEMFCs) with high energy efficiencies and high power densities is gaining momentum because their performance characteristics are attractive for terrestrial(power sources for electrical vehicles, stand-by power), space and underwater application[1]. Fuel cells are capable of running on non-petroleum fuels such as methanol, natural gas or hydrogen and also have major impact on improving air quality. They virtually eliminate particulates, NO$_{x}$, SO$_{x}$, and significant reduce hydrocarbons and carbon monoxide. Especially, fuel cell-battery hybrid power sources appear to be well suited to overcome both the so-called battery problem(low energy density) and the fuel cell problem(low power density)[2].[2].

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.339-356
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• 2018

Although fuel cell systems have advantages in terms of electric efficiency and environmental impact compared with conventional power systems, fuel cell systems have not been deployed widely due to their low reliability and high price. In order to guarantee the lifetime of 10 years, which is the commercialization goal of Polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), it is necessary to improve durability and reliability through optimized operation and maintenance technologies. Due to the complexity of components and their degradation phenomena, it's not easy to develop and apply the diagnose and prognostic methodologies for PEFCs. The purpose of the paper is to show the current state on PEFC prognostic technology for condition based maintenance. For the prognostic of PEFCs, the model driven method, the data-driven, and the hybrid method can be applied. The methods reviewed in this paper can contribute to the development of technologies to reduce the life cycle cost of fuel cells and increase the reliability through prognostics-based health management system.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2003년도 연료전지심포지움 2003논문집
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• pp.69-74
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• 2003

• 설비공학논문집
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• 제16권11호
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• pp.1021-1027
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• 2004

Design performances of various configurations of hybrid systems combining an atmospheric pressure molten carbonate fuel cell and a gas turbine have been analyzed. Two different fuel reforming methods (internal and external reforming) were considered. Influences of turbine inflow heating method, location of fuel combustor and associated component arrangements were investigated. In general, internal reforming leads to higher system efficiencies. The optimum design pressure ratio varies among different system configurations. In particular, the design point selection is closely related to the allowable turbine inlet temperature. Configurations with direct heating of turbine inlet flow may realize both higher efficiency and higher specific power than those with indirect heating.

• 드라이브 ㆍ 컨트롤
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• 제9권1호
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• pp.1-9
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• 2012

Nowadays, various researches about eco-friendly vehicles such as hybrid electric vehicle, fuel cell vehicle and electric vehicle have been actively carried out. Since most of these green cars have electric motors, the regenerative energy technology can be used to improve the fuel economy and the energy efficiency of vehicles. The regenerative brake is an energy recovery mechanism which slows a vehicle by converting its kinetic energy into electric energy, which can be either used immediately or stored until needed. This technology plays a significant role in achieving the high energy usage. However, there are some technical problems for controlling the regenerative braking and the electro-hydraulic brake during switching at transient region. In this paper, the performance simulator for fuel-cell vehicle is developed and transient response characteristics of the regenerative braking system are analyzed in the various driving situations. And the hardware-in-the-loop simulation of electro-hydraulic brake is performed to validate the transient characteristics of the regenerative braking system for fuel-cell electric vehicle.