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하숭목(SungMok Ha),이상철(Sang C. Lee),권오성(Osung Kwon),Sam Park,이동하(Dong-Ha Lee) 한국태양에너지학회 2013 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.4
최근 무인항공기 분야에서 전력원으로 신재생에너지를 사용하기위한 연구가 진행되고 있다. 항공기용 연료전지는 대표적으로 PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 방식과 SOFC(Solid Oxide Fuel Cell)방식으로 분류되며, 항공기의 임무 및 운용조건에 적합한 연료전지 시스템이 개발되고 있다. 무인항공기의 경우 대부분 PEM 연료전지 기술을 기반으로 군용 또는 상용으로 활용할 수 있는 다양한 형태와 크기의 항공기가 개발되고 있다. 따라서 본 연구에서는 개발 중인 쿼드로터형태 공중로봇의 에너지원으로 신재생에너지인 연료전지를 적용하기 위한 사전연구로써, 연료전지 전원시스템의 안정성과 운용시간을 확인하기위하여 무인항공기에 사용되는 기존의 연료전지와 Horizon사의 연료전지를 성능 비교 평가를 하였고, Horizon사의 연료전지를 실험을 통해서 안정성여부 및 구동능력을 검증하였다.
하숭목(SungMok Ha),이상철(Sang C. Lee),권오성(Osung Kwon),Sam Park,이동하(Dong-Ha Lee) 한국태양에너지학회 2013 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.4
기존의 무인 모바일 로봇의 동력원으로 사용되는 배터리는 높은 효율 및 에너지 밀도를 가지고 있어야 하나, 현재의 무인시스템은 주로 2차전지에 의존하여 제한된 장소와 시간만 사용이 가능하다. 그리고 부정형 지역에서 바퀴가 달린 감시로봇을 사용한다면 모래나 습지표면에 바퀴가 빠져 움직일 수 없다. 또한 관절 로봇은 속도가 느리고 몸체가 움직일 때마다 기울어져 넘어질 수 있다. 이를 극복하기 위해서 환경에 적합하면서도 효율적인 구조와 기능을 갖춘 로봇의 이동 플랫폼이 요구되고, 새로운 동력원으로 그린전원의 개발이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 연료전지와 2차 전지를 동력원으로 사용할 테오얀센 기반의 지상로봇(Crab)의 플랫폼 및 통합제어보드 설계와 향후 연료전지 적용연구방향에 대하여 설명한다.
Design and Simulation of Low Weight Fuel Cell Stack for a Mobile Robot Application
Alex Bates,SungMok Ha(하숭목),Sang C. Lee(이상철),Osung Kwon(권오성),Sam Park,Dong-Ha Lee(이동하) 한국태양에너지학회 2013 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.4
Unmanned aerial vehicles (UAVs) are used for many purposes; however longer flight time and quiet operation are always desired. To achieve these two goals a light-weight open-cathode fuel cell is being developed. Longer flight times require either more fuel or a higher energy density fuel and the means to use it efficiently. Hydrogen fits this condition as its energy density is higher than typical fuels like gasoline or propane and much higher than any battery types. Also, fuel cells tested in the lab have obtained efficiencies greater than 90%; but, the weight of a conventional fuel cell is an issue with regard to the UAVs. The fuel cell presented in this study attempts to tackle the weight issue. To decrease weight, metallic bipolar plates were used in place of the typical carbon composite plates. Metallic bipolar plates have the added benefit of reducing material and machining cost. The open-cathode design allows oxygen to be supplied and the stack cooled from the same stream of air. This reduces the balance of plant for fuel cell operation and so, reduces cost and most importantly, weight. The fuel cell presented in this study will allow for longer flight times and quiet operation when compared to the conventional power sources.
Development of High Temperature PEM Fuel Cell System for Electric Vehicle Application
Sobi Thomas,A. K. Sahu,SungMok Ha(하숭목),Osung Kwon(권오성),Sang C. Lee(이상철),D. H. Lee(이동하) 한국태양에너지학회 2013 한국태양에너지학회 학술대회논문집 Vol.2013 No.4
The main objective of this study is to develop a Fuel cell system for electric vehicle purpose with minimum balance of plants (BOPs) to insure lesser parasitic losses and also compact design to replace IC engines. Though low temperature polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) has come up as a good contender for automotive application due to its quick start-up nature, it is associated with complex design and parasitic losses. But in the case of high temperature proton exchange membrane (HT PEM) the complexity involved in the design is minimized. The advantage of the present system based on phosphoric acid doped PBI (Polybenzimidazole) membrane is viz., (i) high tolerance to CO poisoning, (ii) no humidification complexity (iii) cooling of stack is easier. In the automotive application the major constrain is size so it becomes necessary to design a compact system. So far the serpentine design is considered to be the optimal as it has the advantage of uniform flow distribution though with higher pressure drop. Due to the higher pressure drop a pump is required to supply the oxidant for chemical reaction. But with lower pressure drop and fairly uniform flow distribution open cathode design was designed which facilitated the use of blower which had a lower power consumption. In the open cathode design the oxidant supply as well as the cooling was taken care using the blower.