• 제목/요약/키워드: stack operation

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이동 전원용 공랭식 고분자 연료전지의 제작 및 운전 특성 연구 (Operating characteristics of an air cooling PEMFC for portable application)

  • 손영준;박구곤;양태현;윤영기;이원용;임성대;김창수
    • 신재생에너지
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    • 제1권1호
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    • pp.72-78
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    • 2005
  • Optimal design and proper operation are important to get aimed output power of a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) stack. An air cooling fuel cell stack is widely used in sub kW PEMFC systems. The purpose of this study is to analyze operating conditions affecting the performance of the air cooling PEMFC which is designed for portable application. In portable applications, air cooling stack is difficult to maintain well balanced operating conditions. The importart parameters are the relative humidity, the temperature of the stack, the utilization of reactant gas and so on. in this study, a 500W air cooling PEMFC was fabricated and tested to evaluate the design performance and to determine optimal operating conditions. Moreover, basic modeling also is carried out. These results can be used 3s design criteria and optimal operating conditions for portable PEMFCs

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직접메탄올 연료전지 BOP 시스템에서 연료/공기 공급 장치의 선정 (Selection of Fuel/Air feeders in BOP system for a DMFC)

  • 김기웅;김서영;강병하
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.248-251
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    • 2008
  • The objective of this study is to select fuel/air feeders for reliable operation of BOP(Balance of Plant) system for a DMFC (direct methanol fuel cell). A 42-cell 50W DMFC stack is considered for performance comparison of selected fuel pumps and air blowers. The present stack has two serpentine anode channels with depth of 1.2 mm and rib of 1 mm and one serpentine cathode channel with depth of 1.5 mm and rib of 1 mm. The pressure drop through the stack is estimated in advance by utilizing the pre-existing loss coefficients data for various flow configurations. Then the operating points of feeders are determined at the balance point of the flow impedance curves for the channels in the DMFC stack and the selected pump and blower performance curves. After estimating the operating flow rates in the anode and cathode channels, the flow measurement with the selected feeders is performed for the comparison with the estimated flow rates. The measured results show that the discrepancy between the estimation and the measurement for the cathode is about 26%, about 3% for the anode

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Lab-scale 고온전기분해 수소생산시스템의 장기운전 성능평가 (Long-Term Performance of Lab-Scale High Temperature Electrolysis(HTE) System for Hydrogen Production)

  • 최미화;최진혁;이태희;유영성;고재화
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권5호
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    • pp.641-648
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    • 2011
  • KEPRI (KEPCO Research Institute) designed and operated the lab-scale high temperature electrolysis (HTE) system for hydrogen production with $10{\times}10cm^2$ 5-cell stack at $750^{\circ}C$. The electrolysis cell consists of Ni-YSZ steam/hydrogen electrode, YSZ electrolyte and LSCF based perovskite as air side electrode. The active area of one cell is 92.16 $cm^2$. The hydrogen production system was operated for 2664 hours and the performance of electrolysis stack was measured by means of current variation with from 6 A to 28 A. The maximum hydrogen production rate and current efficiency was 47.33 NL/hr and 80.90% at 28 A, respectively. As the applied current increased, hydrogen production rate, current efficiency and the degradation rate of stack were increased respectively. From the result of stack performance, optimum operation current of this system was 24 A, considering current efficiencies and cell degradations.

리눅스 운영체제에서 주소값 오류시 스택 복구를 통한 커널 하드닝 기능 구현 (The Implementation of Kernel Hardening Function by Recovering the Stack Frame of Malfunction Address on the Linux Operating System)

  • 장승주
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제11권1호
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    • pp.173-180
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    • 2007
  • 본 논문은 리눅스 커널 운영체제에서 커널 개발자의 실수나 의도하지 않은 오류 및 시스템 오류로 인하여 발생되는 시스템 정지 현상을 줄이기 위해서 커널 스택의 복구를 통한 커널 하드닝 기능을 구현한다. 본 논문에서 제안하는 커널 하드닝 기능은 panic이 발생한 커널 주소에 대해서 커널 스택 내의 값들을 정상적인 값으로 복구함으로써 정상적인 시스템 동작을 보장한다 본 논문에서 제안한 커널 하드닝 기능을 리눅스 커널 중에서 많이 사용하는 네트워크 모듈에 적용하였다. 커널 스택 복구를 통한 커널 하드닝 기능의 실험을 위하여 네트워크 모듈에 강제적인 panic 현상을 유발시키고, 잘못된 스택 값의 복구를 통해서 정상 동작을 실험하였다.

수동형 직접 메탄올 연료전지의 특성 연구 (Characterization of Passive Direct Methanol Fuel Cells)

  • 고백균;김영진;오인환;홍성안;하흥용
    • 전기화학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.23-27
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    • 2003
  • 본 연구는 휴대용 전원으로 사용 가능성이 높은 소형 직접메탄을 연료전지의 단위전지와 모노폴라 스택의 운전특성을 살펴본 것이다. 공기와 메탄올이 외부에서 강제로 공급되지 않는 수동형(passive)의 운전조건에서 최적 메탄을 농도는 4M이었으며, 촉매 담지량도 $8mg/cm^2$에서 가장 높은 성능을 나타내었다. 상온 상압 수동형 조건에서 얻은 최대 성능은 $55mW/cm^2$이었다. 6개의 단전지로 이루어진 모노폴라 스택에서는 셀간의 성능차이는 크게 나타나지 않았으며, 출력밀도는 $37mW/cm^2$이고, 1W의 출력을 보였다. 또한, 16셀로 구성된 2.4W급 모노폴라 스택을 제작하여 모형 자동차에 장착하고 시범 운전을 성공적으로 수행하였다.

TiN이 코팅된 316 스테인리스강 분리판을 이용한 1 kW 급 고분자전해질 연료전지 스택의 운전특성 (Performance of a 1 kW PEMFC Stack Using the TiN-Coated 316 Stainless Steel Bipolar Piates)

  • 전의식;조은애;하흥용;홍성안;오인환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.39-45
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    • 2004
  • A 12-cell PEMFC stack was fabricated using the TiN-coated 316 stainless steel bipolar plates as substitute for the expensive and brittle graphite bipolar plates. Open cirtuit voltage and the maximum power of the stack was 12.08 V and 1.197 kW (199.5 A @ 6 V), respectively. Volumetric and gravimetric power density of the stack was calculated to be 373 W/L and 168 W/kg, respectively. Performance of each cell was quite uniform initially while degraded at a singnificantly different rate. During the 1,000 hr-operation at a constant load of 48 A, stack voltage decreased from 9.0 to 7.98 V at a degradation rate of 11 %/1,000 hr. However, degradation rate of each cell was in the wide rage from 1.2 to 31 %/1,000 hr.

소형 PEM 연료전지 스택의 제어 알고리즘 개발 (Development of the Control Algorithm for the Small PEM Fuel Cell Stack)

  • 김태훈;최우진
    • 전력전자학회논문지
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    • 제15권2호
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    • pp.134-141
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    • 2010
  • 소형 PEM (Proton Exchange Membrane) 연료전지 시스템은 가습이 필요치 않아 상용화의 가능성이 크지만 그 제어 방법은 뚜렷하게 정립되어 있지 않다. 따라서 본 논문에서는 소형 PEM 연료전지 시스템의 제어를 위해 이중 루프 구조의 제어방식을 정립하고 DSP (Digital Signal Processor)를 이용하여 구현한다. 일반적으로 연료전지 시스템에서 제어의 핵심 요소는 크게 공기와 수소의 공급, 스택 내부의 수분 관리, 스택의 온도 관리로 나뉜다. 별도의 가습이 없이 공랭식으로 구동되는 소형 PEM 연료전지 스택의 제어에 있어서 팬은 스택의 공기 공급과 열관리 및 수분관리를 위한 핵심적인 역할을 하며, 퍼지밸브는 스택 내부의 잉여수분을 배출한다. 제안된 방식은 이중 제어루프를 이용한 팬의 제어를 통해 팬의 과도응답을 빠르게 하여 공기의 공급 속도를 개선시키며, 연료전지 스택의 전압변화를 피드백 하여 보상해줌으로써 연료전지가 부하변동에 대해 신속한 응답 특성을 갖도록 하였다. 제안된 방법의 유용함은 60W급 소형 PEM 연료전지 시스템의 실험과 이를 이용한 노트북 컴퓨터의 구동을 통해 검증된다.

연료개질기를 연계한 고체 산화물 연료전지 시스템의 운전 특성에 관한 연구 (A Study on Operation Characteristics of Planar-type SOFC System Integrated with Fuel Processor)

  • 지현진;임성광;유영성;배중면
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제30권8호
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    • pp.731-740
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    • 2006
  • The solid oxide fuel cell (SOFC) is expected to be a candidate for distributed power sources in the next generation, due to its high efficiency and high-temperature waste heat utilization. In this study, the 5-cell SOFC stack was operated with pure hydrogen or reformed gas at anode side and air at cathode side. When stack was operated with diesel and methane ATR reformer, the influence of the $H_2O/C,\;O_2/C$ and GHSV on performance of stacks have been investigated. The result shows that the cell voltage was decreased with the increase of $H_2O/C$ and $O_2/C$ due to the partial pressure of fuel and water, and cell voltage was more sensitive to $O_2/C$ than $H_2O/C$. Next, the dynamic model of SOFC system included with ATR reformer was established and compared with experimental data. Based on dynamic model, the operation strategy to optimize SOFC-Reformer system was suggested and simulated.

용융탄산염 연료전지 스택 온도 조절을 위한 분리판에 관한 수치 해석 연구 (Numerical Studies of a Separator for Stack Temperature Control in a Molten Carbonate Fuel Cell)

  • 김도형;김범주;임희천
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.305-312
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    • 2011
  • The use of a separator to control stack temperature in a molten carbonate fuel cell was studied by numerical simulation using a computational fluid dynamics code. The stack model assumed steady-state and constant-load operation of a co-flow stack with an external reformer at atmospheric pressure. Representing a conventional cell type, separators with two flow paths, one each for the anode and cathode gas, were simulated under conditions in which the cathode gas was composed of either air and carbon dioxide (case I) or oxygen and carbon dioxide (case II). The results showed that the average cell potential in case II was higher than that in case I due to the higher partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the cathode gas. This result indicates that the amount of heat released during the electrochemical reactions was less for case II than for case I under the same load. However, simulated results showed that the maximum stack temperature in case I was lower than that in case II due to a reduction in the total flow rate of the cathode gas. To control the stack temperature and retain a high cell potential, we proposed the use of a separator with three flow paths (case III); two flow paths for the electrodes and a path in the center of the separator for the flow of nitrogen for cooling. The simulated results for case III showed that the average cell potential was similar to that in case II, indicating that the amount of heat released in the stack was similar to that in case II, and that the maximum stack temperature was the lowest of the three cases due to the nitrogen gas flow in the center of the separator. In summary, the simulated results showed that the use of a separator with three flow paths enabled temperature control in a co-flow stack with an external reformer at atmospheric pressure.

블루투스 HCI 계층을 위한 클레스 구조의 설계 및 구현 (Design and Implementation of Class Structure for Bluetooth HCI Layer)

  • 김식;류수형
    • 정보학연구
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    • 제5권1호
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    • pp.69-77
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    • 2002
  • 블루투스는 차세대 근거리 무선통신 기술로 각광받고 있으며, 프로토콜 스택은 블루투스 응용 시스템을 위한 다양한 서비스를 제공한다 블루투스 규격은 개방된 세계적인 규격으로 완전한 시스템을 정의하고 있지만 프로토콜 스택은 개발자에 따라 다른 방법으로 하드웨어와 소프트웨어의 역할을 기능성 중심으로 독자적으로 분할하여 설계 및 구현이 가능하다. 이는 프로토콜 스택의 기능적인 면에서 두 계층에서의 구현 방법이 다르다는 것을 의미한다. 본 논문에서는 프로토콜 스택 개발의 첫 단계로 소프트웨어 계층의 최하위 계층인 HCI 계층의 개발에 중점을 두었다. 그 결과로서 HCI 계층의 기능적 역할 분담과 흐름제어 기능 및 패킷들 사이의 관계를 설계 및 구현하였다. 실험결과는 다른 블루투스 장치들과의 연결 과정을 보여주고 있으며, 이것은 블루투스 모듈 사이에서의 데이터 통신이 적절한 운영을 하고 있음을 증명한다.

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