• 전기화학회지
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• 제13권4호
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• pp.277-282
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• 2010

자동차용 고분자전해질 연료전지의 열화는 시동 또는 정지 시에 'reverse-current condition'이라 불리는 현상에 의해 촉진된다. 연료전지 자동차의 운전 종료 후 장시간동안 주차를 해 두면, 대기 중의 공기가 스택 내로 서서히 유입되어 시간이 경과함에 따라 산소분압이 점차 높아져 궁극적으로는 연료극과 공기극의 유로가 모두 공기로 충진된다. 이때 재시동하면서 연료극으로 수소가 공급되면, 연료극 유로 내에 수소와 공기가 공존하게 되고, 연료극에 공기가 존재하는 부위의 공기극에 1.4 V 이상의 높은 전압이 발생하는데, 이를 reverse-current condition 이라고 하며 공기극의 탄소담지체와 백금 촉매 산화의 원인으로 작용한다. 본 연구에서는 재시동시 스택 내에 존재하는 산소의 농도에 따른 열화 현상을 규명하고자 하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 제33회 추계학술대회논문집
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• pp.278-281
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• 2009

소형 정찰 UAV의 새로운 동력원으로 적용하고자 하는 연료전지 시스템의 경량화를 위한 연구로 알루미늄 분리판의 성능을 측정하였다. 흑연 분리판과의 성능 비교를 통해 알루미늄 분리판이 흑연 분리판에 비해 무게 대비 높은 성능을 보이는 것을 확인하였다. 작동온도에 따른 성능 변화를 확인하기 위해 40 / 50 / $60^{\circ}C$의 작동온도에서 알루미늄 단위 전지의 성능을 측정한 결과 건조한 반응기체의 경우 일반적인 작동온도 보다 비교적 낮은 $40^{\circ}C$에서 가장 좋은 성능을 보이는 것을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.92.1-92.1
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• 2011

Anode off-gas of high temperature fuel cells such as MCFC contains a significant amount of combustible components like hydrogen, carbon monoxide and methane according to fuel utilization ratio of the fuel cell stack. Thus, it is important to fully burn anode off-gas and utilize the generated heat in order to increase system efficiency and reduce emissions as well. In the present study, 25 kW catalytic combustor has been developed for the application to a load-following 300kW MCFC system. Mixing and combustion characteristics have been experimentally investigated with the catalytic combustor. Since the performance of catalytic combustor directly depends on the combustion catalyst, this study has been focused on the experimental investigation on the combustion characteristics of multiple catalysts having different structures and compositions. Results show that the exhaust emissions are highly dependent on the catalyst loading and the ratio of catalytic components. Test results at load-following conditions are also shown in the present study.

• 한국세라믹학회지
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• 제51권4호
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• pp.243-247
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• 2014

Spherical NiO-YSZ particles were synthesized by ultrasonic spray pyrolysis (USP). The morphology of the synthesized particles can be modified by controlling parameters such as precursor pH, carrier-gas flow-rate, and temperature of the heating zone. The synthesized spherical NiO-YSZ particles have rough surface morphology at high carrier-gas flow-rates due to rapid gas exhaustion and insufficient particle ordering. The Ni-YSZ cermet anode synthesized by ultrasonic spray pyrolysis at a flow rate of l L/min, with precursor solution at pH4, showed a higher maximum power density of 256 $mW/cm^2$ compared to a conventionally mixed Ni-YSZ anode (185 $mW/cm^2$) at $800^{\circ}C$. While the area-specific resistance of conventionally mixed Ni-YSZ anodes increases gradually with operation time (indicating performance degradation), the Ni-YSZ anode synthesized by USP does not exhibit any performance degradation, even after 500 h.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2144-2148
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• 2008

Kerosene-driven solid oxide fuel cell (SOFC) system with reformer, desulfurizer and after-burner was mainly developed for this study. Originally the system was developed for 1kW class SOFC system for residential power generation (RPG) application. As a preliminary study of 1kW class SOFC system operation, a short stack was applied to the system. The short stack consists of 7 cells of $10cm{\times}10cm$ area and was operated at $720^{\circ}C$. The effect of anode inlet gas composition to stack performance was investigated. Firstly, I-V characteristics of SOFC with different fuel of kerosene and hydrogen were studied. Secondly $CH_4$ internal reforming was performed at various anode inlet gas compositions of $H_2$, $CH_4$ and $H_2O$. Through these experiments the effects of each anode inlet gas component to stack performance were analyzed and the significant operating parameters were iscussed.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.89-95
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• 2015

레독스흐름전지의 전극으로 사용하기 위해 (주)CNF에서 제조한 탄소펠트를 여러 가지 온도에서 열처리하여 실험하였다. 열처리 조건에 따른 탄소펠트의 물성특성을 파악하기 위하여 BET(비표면적)와 무게감소를 측정하였고 표면특성을 살펴보기 위하여 주사전자현미경(SEM)과 XPS 분석을 실시하였다. 또한 전기저항, CV(cyclic voltammetry), RFB 충방전 성능 통해 열처리 조건에 따른 전극특성에 미치는 영향을 살펴보았다. SEM, BET분석을 통하여 탄소펠트 표면의 물성 변화를 확인하였고, XPS 분석을 통해 $550^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 탄소펠트의 표면에 산소 관능기가 가장 많이 부가된 것을 확인하였다. CV 실험을 수행한 결과 $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 활성면적이 가장 컸다. $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $550^{\circ}C$에서 열처리한 탄소펠트를 이용하여 바나듐 레독스흐름전지를 구성하고 충-방전 실험을 실시한 결과 충-방전 에너지효율이 $400^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 72.9%, $500^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%, $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%로 $550^{\circ}C$ 열처리 전극이 가장 우수하였다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.352-361
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• 2023

청정 연료인 수소를 생산하기 위해 현재 가장 널리 사용되는 기술인 증기 개질이다. 이 방법으로 생산된 수소는 일산화탄소와 같은 불순물을 함유하고 있어, 이를 연료전지와 같은 응용분야에 사용하기 위해서는 적절한 정제 과정을 반드시 거쳐야 한다. 최근 효과적인 정제 방법으로 분리막 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 수소와 일산화탄소 혼합가스에서 수소 분리 및 회수를 위해 바이오가스 고질화용(biogas upgrading) 상용 폴리설폰(polysulfone) 고분자막의 활용 가능성에 대해서 평가하였다. 먼저, 사용한 상용막의 물리화학적 특성에 대해서 평가하였고, H₂/CO를 이용하여 stage-cut, 운전압력과 같은 다양한 조건에서의 상용막 모듈의 성능 평가를 진행하였다. 마지막으로, 평가 결과를 바탕으로 공정설계를 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서의 상용 분리막 공정의 최대 H₂ 투과도와 H₂/CO 분리계수는 각각 361 GPU와 20.6을 기록하였다. 또한, CO 제거 효율은 최대 94%를 나타내었으며, 생산 수소 농도는 최대 99.1%를 달성하였다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.207-212
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• 2024

수소연료전지의 중요성은 계속 강조되며, 이 분야에서의 교육 및 훈련 수요가 증가하고 있다. 다양한 교육 환경 중에서 메타버스 교육은 특히 원격 학습에 대응하기 위해 글로벌 교육산업에서 새로운 변화의 시대를 열고 있다. 메타버스가 교육에 가져온 가장 중요한 변화는 단방향, 강사 중심 및 정적인 가르침 접근에서 다방향 및 동적인 접근으로의 전환이다. 메타버스는 수소 연료전지 엔지니어 교육에서도 효과적으로 활용될 것으로 예상되며, 교육과 훈련이 언제 어디서나 가능하게 함으로써 교육의 효과를 향상시킬 뿐만 아니라 엔지니어링 교육에 관련된 비용을 줄일 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구에서는 이러한 아이디어에 영감을 받아 연료 전지 교육 플랫폼을 설계하고 있다. 메타버스를 활용하여 이론 학습 및 훈련을 결합한 플랫폼을 만들었다. 본 연구에서는 학습 참여자의 참여도를 높이기 위한 교육 훈련 콘텐츠 개발, 사용성 향상을 위한 사용자 인터페이스 구성, 가상 세계에서 물체와 상호 작용하는 환경 생성, 디지털 트윈 형태의 수렴 서비스 지원 등의 주요 요소를 개발했다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.649-655
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• 2011

Methane direct cracking can be utilized to produce $CO_x$ and $NO_x$-free hydrogen for PEM fuel cells, oil refineries, ammonia and methanol production. We present the results of a systematic study of methane direct cracking using a mixed conducting oxide, Y-doped $BaZrO_3$ ($BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$), membrane. In this paper, dense $BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$ membrane with disk shape was successfully sintered at $1400^{\circ}C$ with a relative density of more 93% via addition of 1 wt% ZnO. The ($BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$) membrane is covered with Pd as catalyst for methane decomposition with an DC magnetron sputtering method. Reaction temperature was $800^{\circ}C$ and high purity methane as reactant was employed to membrane side with 1.5 bar pressure. The $H_2$ produced by the reaction was transported through mixed conducting oxide membrane to the outer side. In addition, it was observed that the carbon, by-product, after methane direct cracking was deposited on the Pd/ZnO-$BaZr_{0.85}Y_{0.15}O_3$ membrane. The produced carbon has a shape of sphere and nanosheet, and a particle size of 80 to 100 nm.

• 대한금속재료학회지
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• 제49권1호
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• pp.25-31
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• 2011

Solid oxide fuel cells (SOFCs) have many attractive features for widespread applications in generation systems. Recently, stainless steels have attractive materials for metallic bipolar plate because metallic bipolar plates have many benefits compared to others such as graphite and composite bipolar plates. SOFC operates on high temperature of about $800{\sim}1000^{\circ}C$ than other fuel cell systems. Thus, many studies have attempted to reduced the operation temperature of SOFC to about $600{\sim}800^{\circ}C$, which is the intermediate temperature (IT) of SOFC. Low cost and high-temperature corrosion resistance are very important for the practical applications of SOFC in various industries. In this study, two specimens, 304 and 430 stainless steels with and without different pre-surface treatments on the surface were investigated. And, specimens were exposed at high temperature in the box furnace under oxidation atmosphere of $800^{\circ}C$. Oxidation behavior have been investigated with the materials exposed at different times (100 hrs and 400 hrs) by SEM, EDS and XRD. By increasing exposure time, the amount of metal oxide increased in the order like; STS304 < STS430 and As-received < As-polished < Sand-blast specimens.