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박성태(Park, SungTae),최병현(Choi, ByungHyun),지미정(Ji, MiJung),권용진(Kwan, YoungJin),최헌진(Choi, HeonJin) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
고체산화물 연료전지는 800{sim}1000?C인 고온에서 작동하므로 적용되는 밀봉재의 요구조건은 매우 중요하다. 본 연구에서는 SOFC 밀봉재로서 SiO₂-B₂O₃-RO계 결정화 유리를 선정하였으며 작동온도 부근에서 결정화를 유도하여 고온점성유동을 제어하고자 하였다. 따라서 SiO₂-B₂O₃-RO계에 RO인 CaO, SrO, BaO, MgO를 상호 치환하였을 때 결정상의 생성, 생성온도, 생성결정의 종류가 sealing 특성에 어떠한 영향을 주는가를 검토하였다. 결정화유리를 800?C로 유지하였을 때 생성되는 주 결정상은 Calsium silicate, Strontium silicate, Barium silicate, Magnesium silicate이였으며 Strontium silicate 의 생성속도가 가장 빨랐으며 결정상은 불산으로 에칭하여 SEM으로 관찰하였다. Barium silicate를 유도한 결정화 유리가 800?C에서 1000시간 유지하였을 경우 가장 내화학성이 우수하며 강도값도 154MPa로 가장 높았다. 또한 부분 결정화를 통해 800?C 점성유동이 제어됨을 고온현미경을 통해 관찰하였다.
박현묵(Hyunmook Park),김충관(Chungkwan Kim),박성태(Sungtae Park) 한국자동차공학회 2004 한국자동차공학회 춘 추계 학술대회 논문집 Vol.- No.-
The exhaust system of automobile is faced with random or spectrum types of fatigue loads during usage life. So it needs to be closely estimated for quality and performance to have enough certainly on design endurance life during preliminary design process. Structural operation conditions, operation load history, property of material and manufacturing process etc. should be considered by performing experiment approach.
천연가스 탈황제 및 개질촉매의 비활성화 및 교체시기 예측
박노국(No-Kuk Park),이수출(Soochool Lee),강석환(Suk Hwan Kang),박성태(Sungtae Park) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
지구온난화에 의한 기후변화는 나날이 심각해져 가고 있으며, 기후 위기 징조가 전 세계 곳곳에서 일어나고 있다. 국제사회는 기후위기를 벗어나기 위하여 에너지의 생산 및 사용과 관련된 산업 전 분야의 변화를 요구하고 있으며, 국내에서도 그린뉴딜정책과 탄소중립정책을 계획하고 적극적인 대응을 추진하고 있는 것이 현실이다. 그럼에도 불구하고 기술적인 한계의 극복은 여전히 과학기술계의 과제로 남아있다. 재생에너지 및 신에너지 기술은 지구온난화 극복을 위한 정책의 추진 의지에 발맞추어 조속한 시일 내에 상업화 단계에 도달해야 한다. 수소에너지의 이용 확대를 위해서는 연료전지의 보급이 보편화되어야 하며, 연료전지를 구성하고 있는 스택과 BOP의 내구성을 개선하여 기술적으로 안정화되어야 한다. 연료전지의 스택은 소재의 안정성 및 부품의 정밀도를 비롯한 공급되는 연료가스의 품질에 상당한 영향을 받는다. 연료전지의 구동을 위한 연료인 수소는 수전해 수소를 비롯한 석유화학 부생수소, 바이오가스, 그리고 화석연료부터 제조된 합성가스의 정제로부터 공급된다. 합성가스의 정제과정은 천연가스에 함유된 부취제의 흡착제거 및 천연가스 개질, 수성가스전환반응에 의한 일산화탄소의 수소로 전환, 이산화탄소의 흡수제거 등으로 포괄할 수 있다. 이와 같은 연료가스 정제과정에서 비정상적인 운전에 의한 정제성능이 저하될 경우, 연료전지 스택의 내구성이 저하될 수 있다. 한편, 천연가스 개질촉매의 비활성화는 연계된 BOP공정에도 직접적으로 영향을 미치지만, 스택에서 카본침적을 발생시키거나, 스택의 효율을 저하시키는 등의 문제를 발생한다. 본 발표에서는 연료전지 스택의 수명 저하를 야기하는 영향인자와 예지보존을 위한 비활성화 예측방법에 대하여 논의하고자 한다.
능동현가 시스템 대차 설계를 위한 설계 해석자용 구조 해석 기법 개발
조연호(Yonho Cho),김형준(Hyeongjun Kim),강광호(Kwangho Kang),박성태(Sungtae Park),이원상(Wonsang Lee) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.5
철도 차량의 횡 방향 주행 동특성 향상을 위해 개발되고 있는 능동형 현가 시스템은 선형 액추에이터를 이용한 능동형 현가 시스템과 MR(Magneto Rheological)댐퍼를 이용한 반능동형 현가 시스템으로 구성되어 있다. 개발된 능동형 현가장치를 탑재하여 성능 향상의 검증을 수행하기 위해 능동형 현가 시스템용 대차를 개발하고 있으며, 이를 위해 프레임의 형상과 능동형 현가 시스템의 브래킷 설계 최적화를 위한 설계자용 해석 및 설계기법을 개발하요 능동형 현가 시스템용 대차 개발에 적용하였다. 설계해석자용 해석 프로그램의 도입을 통해 설계자는 설계에 사용되는 동일한 플랫폼(CATIA환경)상에서 초기설계 모델에 대한 구조 해석과 최적화를 수행함으로써 개발 시간의 단축과 강건한 설계가 가능해 졌다. Active suspension system which develop to improve lateral running perfromance of railway vehicle is consist of active suspension with linear actuator and semi-active suspension with MR(Magneto Rheological) damper. The bogie frame is developed to apply active suspension system and this system will be verified. The analysis and design method for optimization of frame shape and brackets for active suspension are developed, and this methods applied to design the active suspension bogie frame. Design analysists save the developing time and cost and make robust bogie frame design using structural analysis and optimization method on the same design platform like CATIA V5.
SOFC용 LaSrTiO</sub>3</sub>계 연결재에서 소결조제 첨가에 따른 소결특성
안용태(An, YongTae),최병현(Choi, ByungHyun),지미정(Ji, MiJung),박성태(Park, SungTae),이경진(Lee, KyungJin),황해진(Hwang, HaeJin) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11
본 연구는 세라믹 연결재로 사용되는 Perovskite 구조의 LSTO조성의 실제 SOFC stack 적용을 위한 소결온도를 낮출 수 있는 방법에 관해 연구하였다. SOFC 단전지에서 IC 소재는 1300{sim}1400?C에서 소결이 이루어져야만 하나 현재 사용하고 있는 LCO계 조성의 경우 1500{sim}1600?C의 높은 온도에서 소결이 이루어지며 고온에서 Cr₂O₃의 휘발로 인해 낮은 전기전도성을 갖는 문제점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 IC 소재에 소결조제를 첨가하여 소결특성을 평가하였고, SEM과 XRD분석을 통하여 perovskite 단일상이 합성된 것을 확인하였다. 또한 Archimedes법을 사용하여 흡수율 및 겉기공율을 측정하였고, DC analyzer를 사용하여 전기전도도를 측정한 결과 대기분위기 750?C에서 높은 값을 나타냄을 확인할 수 있었다.
개질 및 정제 공정별 연료전지 스텍의 열화인자 및 안전성 확보 방안
강석환(Suk-Hwan Kang),류재홍(Jae-Hong Ryu),박노국(No-Kuk Park),이수출(Soochool Lee),박성태(Sungtae Park) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
연료전지 중 SOFCs(고체전해질 연료전지)는 전력 생산에서의 높은 효율과 천연가스나 바이오 가스등을 사용할 수 있는 연료의 유연성, 환경 친화성 및 폐열 회수 등의 장점을 가지고 있어 많은 관심을 가지고 있다. 이러한 SOFCs의 운전에 있어 공정가스의 성분, 운전조건 등 다양한 환경에 따라 열화현상에 의한 스텍의 성능 저하가 발생할 수 있다. 이에 본 연구에서는 스텍의 열화현상이 발생할 수 있는 환경을 분석하고, 이를 극복하기 위한 방안에 대해 고찰하고자 한다.
송영진(Youngjin Song),김준호(Joonho Kim),류규현(Gyuhyeon Ryu),하희운(Huiun Ha),박성태(Sungtae Park),김태우(Taewoo Kim),김한울(Hanul Kim) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
전 세계적으로 이산화탄소 배출로 인한 기후변화 문제가 심각해짐에 따라 수소를 기반으로 한 경제체계를 의미하는 수소경제로 에너지 패러다임이 전환되고 있다. 정부에서도[재생에너지 3020 이행계획(안)]을 발표하며 에너지 전환을 위해 태양광, 풍력 등 재생에너지원의 보급을 확대하고 있다. 더불어 2019년 [수소경제 활성화 로드맵]을 발표하며 단계적으로 2040년까지 년 간 526만 톤의 수소생산을 목표로 하고 있다. 재생에너지원 확대에 따라 발전량의 증가로 기저부하를 담당하고 있는 원자력 발전의 출력감소로 잉여전력이 발생할 수 있다. 이에 대한 대안으로 친환경 수소를 생산, 저장하여 필요 시 재사용하는 방법이 대두되고 있다. 이는 정부가 추진하고 있는 수소경제 활성화 정책인 대량수소 공급을 해결할 수 있는 방안이 될 수 있다. 현재 고려할 수 있는 원자력을 활용한 친환경 수소생산방법은 원자력발전소의 종류(PWR, VHTR, SMR 등), 수소생산 기술(저온/고온 수전해, 황-요오드 열화학 물 분해, 열화학 고온전기분해), 수소생산을 위한 에너지지원(전기, 열)에 따라 구분할 수 있다. 국내에서 생산된 원자력에너지의 전력단가는 재생에너지원과 비교하여 상대적으로 저가이므로(원자력 68.3원/kWh, 태양광 78원/kWh, 풍력 79.4원/kWh 전력통계정보시스템 21.6월 기준, REC 적용 시 재생에너지 전력가격 상승 예상) 저렴한 수소생산이 가능하다. 원자력발전은 날씨에 대한 영향이 없으므로 출력변동 없는 높은 이용률로 전력생산이 가능하므로 수전해 설비에 안정적으로 전력을 공급하여 큰 무리 없이 안정적인 수소생산이 가능하다. 하지만, 대규모 수소생산을 위해서는 저온 수전해 설비의 대량화, 실증수준의 고온 수전해설비의 기술력 제고, 기존 원자력 인프라를 활용하기 위한 인허가 제도 개발, 설계시점부터 수전해 시스템과 연계한 신형 소영원자로(SMR) 개발과 연계한 연구가 필요하다. 수소에너지 활용기술의 중요성이 고조되고 있는 시점에 원자력을 활용한 대량수소 생산을 원자력에너지가 재생에너지와 상생할 수 있는 가능성을 보여준다.
고체산화물 연료전지의 연료조성에 따른 CO₂ 포집 공정 최적화 방안
이수출(Soo Chool Lee),이예지(Ye Ji Lee),인수영(Soo Yeung In),박노국(No-Kuk Park),강석환(Suk Hwan Kang),박성태(Sungtae Park),박혜옥(Hye Ok Park) 한국에너지기후변화학회 2021 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2021 No.11
연료전지는 전해질의 종류에 따라 알카리(AFC), 인산형(PAFC), 용융탄산염형(MCFC), 고체산화물형(SOFC), 고분자전해질형(PEMFC)로 나눌 수 있으며, 현재 가정용, 건물용, 발전용으로 상용화 단계에 있다. 연료전지는 개질기, 스택, 전력변화기, 주변보조기기(BOP)로 구성되어 있으며, 공급 연료(H2, NG, Bisgas 등)에 따라 개질 시스템 구성 유무가 결정된다. 연료전지는 신재생에너지로 분류되어 보급이 급격히 증가하고 있으며, 수소에너지 경제에서 재생에너지의 불안정한 공급 문제를 경제적으로 조절할 수 있는 분산전원으로 각광받고 있다. 하지만 공급 연료에 따라 연료전지 시스템에서 CO2를 배출한다는 문제가 있다. 탄소중립 실현과 수소경제 활성화를 위해서는 연료전지 시스템에 이산화탄소 포집 기술을 적용이 필요한 시점이다. 본 발표에서는 고체산화물 연료전지에서 연료조성별, 연료전지 시스템의 위치별 포집 공정 설치 최적화 방안에 대한 내용을 다루고자 한다.