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고온수전해용 Ni/YSZ와 Cu/YSZ 환원극의 미세구조 및 전기전도도 비교
김종민,신석재,우상국,강계명,홍현선,Kim, Jong-Min,Shin, Seock-Jae,Woo, Sang-Kook,Kang, Kae-Myung,Hong, Hyun-Seon 한국재료학회 2008 한국재료학회지 Vol.18 No.7
Hydrogen production via high high-temperature steam electrolysis consumes less electrical energy than compared to conventional low low-temperature water electrolysis, mainly due to the improved thermodynamics and kinetics at elevated temperaturetemperatures. The elementalElemental powders of Cu, Ni, and YSZ are were used to synthesize high high-temperature electrolysis cathodecathodes, of Ni/YSZ and Cu/YSZ composites, by mechanical alloying. The metallic particles of the composites were uniformly covered with finer YSZ particles. Sub-micron sized pores are were homogeneously dispersed in the Ni/YSZ and Cu/YSZ composites. In this study, The cathode materials were synthesized and their Characterizations properties were evaluated in this study: It was found that the better electric conductivity of the Cu/YSZ composite was measured improved compared tothan that of the Ni/YSZ composite. Slight A slight increase in the resistance can be produced for in a Cu/YSZ cathode by oxidation, but it this is compensated offset for by a favorable thermal expansion coefficient. Therefore, Cu/YSZ cermet can be adequately used as a suitable cathode material of in high high-temperature electrolysis.
신장식(Shin, Jang-Sik),박종원(Park, Jong-Won),양혜경(Yang, Hye-Kyong),이승영(Lee, Seung-Young),성봉현(Song, Bong-Hyun),신석재(Shin, Seock-Jae) 한국신재생에너지학회 2006 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2006 No.11
In this study, we investigated operating characteristics of the LNG burner for steam methane reforming. The developed LNG burner and catalytic reactor to supply an efficient heat transfer between the combustion gas and catalyst got a good response of various operating load within 5-7 minute and high efficiency for steam methane reforming as a conversion of methane over 90%. We calculated the volume of catalyst for 1Nm³/hr steam LNG reforming as 211cc/(Nm³/hr;H₂) and got the operating condition and design data of the burner and steam reforming for LNG.
가정용 연료전지 1Nm³/hr급 천연가스 연료처리장치의 운전 특성
신장식(Shin, Jang-Sik),신석재(Shin, Seock-Jae),이승영(Lee, Seung-Young),양혜경(Yang, Hye-Kyong),성봉현(Sung, Bong-Hyun),김두훈(Kim, Doo-Hoon),박종원(Park, Jong-Won) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.11
In this study, we investigated operating characteristics of natural gas fuel processor for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). The fuel processor consists of a natural gas reformer, a water-gas shift reactor, a heat-exchanger and a burner, in which the overall integrated volume is exactly(exceptionally) small, namely, about 10L except outer insulation. The producted hydrogen is 1Nm³/hr and the maximum thermal efficiency is {sim}76%(low heating value) at full operating load. A compact and highly efficient 1Nm³/hr class natural gas fuel processor was developed at UNISON is an advantage for application in residential PEMFCs co-generation systems.
이용,박세진,김민수,신장식,신석재,YI, YONG,PARK, SE JIN,KIM, MIN SOO,SHIN, JANG SIK,SHIN, SEOCK JAE 한국수소및신에너지학회 2018 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.29 No.4
Solid oxide fuel cell (SOFC) operates at high temperature, therefor has the advantage of higher power generation and using exhaust heat than other fuel cells. In particular, the reforming reaction can be performed inside the SOFC stack to reduce the cooling of the stack and the burden on the reformer reactor. In this study, the reformer structure, operating characteristics, and thermal efficiency were evaluated for the optimization design of a heat exchanger type reformer of a 1 kW SOFC system.
홍현선(Hong, Hyun-Seon),김종민(Kim, Jong-Min),신석재(Shin, Seock-Jae) 한국신재생에너지학회 2007 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2007 No.11
700 ?C이상의 온도에서 실시되는 고온수전해는 다가오는 수소경제시대의 주요한 수소제조기 술로 주목되고 있다. 이 연구에서는 Ni보다 전기전도도가 우수하고 가격이 저렴한 Cu를 사용하여 고온수 전해 수소극용 Cu/YSZ 복합체를 기계적합금법에 의해 제조하여 미세구조를 관찰하였고 Cu/YSZ를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수조제조 실험을 실시하였다. Cu/YSZ 복합체는 Cu와 YSZ를 6:4(vol%)의 조성비로 유성밀을 사용하여 400 rpm으로 24시간 동안 실시하여 제조하였다. 고에너지 볼밀 후 500 nm이하의 나노크기의 복합체가 제조되었으며 Cu입자에 YSZ가 고르게 분포되어 있었다. 수은압입법으로 측정한 기공률은 70%이고 기공크기는 평균 0.5 {mu}m으로 미세한 기공으로 이루어져 있었다. 제조된 Cu/YSZ 복합체를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수소제조 실험을 실시한 결과 Ni/YSZ 전극보다 수소제조 성능이 우수한 것으로 나타났다. Cu의 높은 열팽창계수와 낮은 녹는점을 보완하면 우수한 고온수전해용 전극재료로 사용될 것으로 판단된다.
화학수소화합물을 이용한 소형 무인항공기용 연료전지 시스템 연구
홍지석(Ji-Seok Hong),정원철(Won-chul Jung),김현진(Hyeon-jin Kim),이민재(Min-Jae Lee),정대성(Dae-Seong Jeong),전창수(Chang-Soo Jeon),성홍계(Hong-Gye Sung),신석재(Seock-Jae Shin),남석우(Suk-Woo Nam) 한국항공우주학회 2013 韓國航空宇宙學會誌 Vol.41 No.3
소형 무인항공기의 동력장치로 연료전지 시스템을 적용하기 위해 화학수소화합물 수소 저장방법을 이용한 소형 수소 발생 제어장치를 설계하였다. 효율이 높은 소형/경량 수소 발생 제어장치를 설계하기 위하여 NaBH4 수용액 공급 유량에 따른 Co-B 촉매의 수소 전환율을 확인하였고, 100W 스택의 최대 수소 발생량에 적합한 Co-B 촉매양을 제안하였다. 효율적인 연료 소모를 위해 Dead-end 방식의 스택을 선택하였고, 수소 발생 제어장치 내부 압력을 이용한 펌프 on/off 제어로 수소 생성량을 제어하였다. 소형 수소 발생 제어장치를 이용한 연료전지 시스템의 각 작동구간에서 안정된 운전을 확인하였다. 장시간 운전 실험을 통하여 최대 7시간 운전이 가능하며, 임의의 비행 프로화일에 요구되는 추력 프로화일은 최소 4시간 이상 조정 가능함을 확인하였다. A compact hydrogen generation device of fuel cell system using chemical hydride storage technique was designed to fit the propulsion device requirement of a small unmanned aerial vehicle(SUAV). For high efficient, compact, and lightweight hydrogen generation control device, the Co-B catalyst hydrogen conversion rate by NaBH4 aqueous solution flux is measured so that the proper amount of Co-B catalyst for maximum hydrogen generation of 100W stack was proposed. A compact hydrogen generation device is controlled by pumps on/off using its own internal pressure and consumes fuel in high efficiency through a dead-end type fuel cell. The fuel cell system has stable operation for a planed flight profile. The system operates up to maximum 7 hours and at least 4 hours for tough flight profiles.