몇년 안으로 다가오는 21세기에는 정보화사회의 정착이 예견되고 있다. 정보화사회가 되면 노동조직은 단순반복적인 노동을 컴퓨터화된 제어장치가 대행하게되고, 산업구조는 대량생산에서 다양한 소비자의 욕구를 충족시켜 줄 수 있는 다품종소량체제로 변환될 것이며, 정보가 경쟁력의 원천으로 부각될 것이다. 정보화사회의 구축에는 에너지 다소비요소가 내재되어 있다. 예컨대 다품종 소량체계는 대량생산체계보다 에너지다소비형이고, 다양한 정보유통을 위하여는 대용량·고속정보통신망의 구축이 필요하게 될 것이다.

아시아 북방국가중 에너지자원이 많아 수출의 가능성이 있는 나라들은 러시아, 중국, 베트남, 서남아시아 CIS 공화국 등이다. 이들은 경제발전단계가 우리나라의 중간재와 내구성 소비재를 수입하는 단계이기 때문에, 향후 우리나라와의 교역관계가 매우 증대할 전망이다. 그러나 이들 국가들은 경화의 지불능력이 약하기 때문에 이들이 가진 에너지를 수입할 수 있다면 교역은 더욱 확대될 수 있다. 여기에 이들 나라들의 에너지 수출가능성이 우리의 관심사가 된다.

유한체적법(Finite Volume Method)을 이용하여 블럭이 부착된 수평 유로의 강제 대류 열전달 현상을 해석하였다. 블럭의 갯수, Reynolds 수 그리고 블럭 간의 간격을 변화시키면서 해석하였고 블럭이 부착된 수평판은 전도벽면 (conducting plate)으로 해석하였다. 블럭내에서는 1/2 체적과 전체적에서 열원이 있다고 가정하였으며, 유동은 2차원 정상상태 비압축성 유동이라고 하였다. 전체적에서 열원이 있는 경우보다 1/2 체적에서 열원이 있는 경우가 전체 온도값이 높게 나타났으며, Reynolds 수와 블럭 사이의 간격이 커질수록 온도값이 낮아진다. 수평판이 단열되어 있는 경우보다 전도벽면으로 해석한 경우가 온도값이 낮게 나타나며 수평판이 단옅되어 있다고 가정한 경우에는 최고온도 값의 위치가 단열면 근처이나 전도벽면의 경우에는 블럭내의 중심에서 우측으로 치우쳐 있다. 그리고, 블럭의 1/2 체적에서 열원이 있는 경우의 최고 온도 위치는 블럭의 전체적에서 열원이 있는 경우의 위치보다 더 상단에 치우침을 알 수 있다. Nusselt 수는 블럭 윗면의 좌측 부분에서 다른 부분보다 높은 수치를 나타내고 있으며 Reynolds 수가 커질수록 Nusselt 수의 값이 증가한다. 그리고, 블럭내의 최고 온도값은 이러한 무차원 변수들과의 상관 함수를 이용하여 예측하였다.

본 연구에서는 초고온 잠열 축열재를 이용한 에너지 저장 시스템을 개발하기 위한 첫 단계로 에너지 저장 시스템 내부를 구성하는 단일 축열재 모듈에 대한 축방열 특성에 관한 수치모델을 개발하였다. 잠열축열재는 Si와 Al이 각각 96.8%와 2.7%인 합금으로 Ca, Fe 및 Ti 등의 불순물을 함유하고 있으며, 그것을 둘러 싼 캡슬은 SiC와 흑연이 각각 58%와 42%인 합금으로 융점은 약 1673 K다. 재료분석 결과에 준하여 수치모델 개발에 필요한 물리·화학적 데이타를 참고문헌으로부터 인용하였으며 유체의 온도와 속도를 축열재의 축방열 특성에 관한 변수로 사용하였다. 상전이에 관한 해석은 겉보기 열용량 법(apparent capacity method)과 postiterative 법의 장점들을 이용하여 해석하였다. 수치해석 결과 가스의 온도가 실제 조업에 가까운 1773 K의 경우 잠열재가 축방향으로 빨리 용융되고 상대적으로 가스의 온도가 높아 온도 차이가 큰 3000 K의 경우 잠열재가 반경방향으로 빨리 용융되는 현상이 일어났다. 가스의 유속은 온도에 관계없이 느린 경우에만 용융시간에 영향을 주고 빠른 경우에는 융용시간이나 용융형태에 거의 영향을 주지 못하며, 유속이 느릴수록 축열재 내부 온도구배의 앞·뒤 비대칭성이 심해지는 것이 예측되었다.

수치해석 방법에 의해 큐백시의 스토커 소각로 유동장을 분석하였다. 수치모사의 변수는 큐백시의 스토커 소각로를 중심으로 한 5가지 내부 형상, 1차공기 속도, 2차공기 속도 및 주입각, 출구면적을 고려하였다. 검사체적에 기초한 Patankar의 유한차분 방법을 사용한 본 논문에서는 power-law scheme과 SIMPLEC 알고리즘을 사용했으며 난류 유동은 표준 k-e 모델을 이용했다. 소각로 유동장 분석을 위해서 재순환 영역의 크기, 난류 점성계수 및 이차공기의 질량분율 분포, 압력강하를 계산했다. 계산 결과는 물리적 의미에 잘 맞게 나타났으며, 큐백시의 스토커 소각로가 다른 내부 형상의 소각로에 비해 상부에 강한 난류를 가진 재순환 영역을 형성하였다.

분류층 가스화기를 대상으로하여 석탄가스화 복합발전 시스템을 위한 가스화반응 모델링을 수행하였다. 가스화기 내에서의 가스화반응은 화학평형상태에 있다고 가정하여 Gibbs 자유에너지 최소화법을 이용하였다. 물질수지와 열수지를 동시에 고려한 모델링 결과와 실제 가스화기 실험자료를 비교하여 모델의 신뢰성을 확인하였다. 이를 토대로 가스화기에 공급되는 산화제의 양이 평형조성에 미치는 영향과 가스화기의 온도, 그리고 석탄종류가 가스화반응에 미치는 영향에 대해 알아보았다.

A cylindrical-shape, horizontal furnace was used to investigate the effect of particle size on the pulverized coal combustion behavior. Three differently-sized fractions (5, 30, and 44 microns in average diameter) of high-volatile bituminous coal, were burned in the test furnace. Ignition characteristics of pulverized coal flame were determined through the amount of methane in the carrier gas for the self-sustaining flame. Easiest ignition occurred with the immediately-sized coal particles. Ignition of coal jet flame appeared to occur through a gas-phase homogeneous process for particles larger than 30 microns. Below this limiting size, heterogeneous process probably dominated ignition of coal flame. Oxygen concentration of combustion air was varied up to 50%, to determine the oxygen-enrichment effect on the coal ignition behavior. Oxygen enrichment of primary air assisted ignition behavior of pulverized coal flame. However, enrichment of secondary air didn't produce any effect on the ignition behavior.

용융탄산염연료전지(MCFC)용 다공성 Ni 양극에 3~10 wt% Al를 첨가하여 tape casting 법으로 제조된 Ni-Al 양극의 전기화학적성능 및 구조적안정성이 조사되었다. 본 연구에서 제조된 양극의 전기화학적 성능이 $650^{\circ}C$, MCFC 양극분위기(80% H$_2$＋20% $CO_2$)를 모사한 half-cell 에서 양분극 특성으로 평가되었는데, 전류밀도 150 ㎃/$\textrm{cm}^2$ 에서의 분극전압은 약 100 ㎷로 실용전지의 양극으로서 가능성을 보였다. Ni-Al 양극의 소결과 creep에 대한 저항성은 Ni 양극에 비해 증가되었는데, 이는 Ni 입자 표면에 형성된 $Al_2$O$_3$의 영향으로 판단되었다.

고성능 니켈-철 축전지를 개발하기 위하여 철전극에 대한 충방전 반응 특성을 전위주사법, SEM, XRD분석으로 조사하였으며, 또한 전극용량을 정전류 충방전 시험법으로 조사하였다. 전해질 온도 및 농도가 전극용량에 크게 영향을 미쳤으며, 특히 온도가 상승함에 따라 1차 방전용량이 증가하였다. 증공제는 전극용량에 거의 영향을 미치지 못하였다. 전극용량은 방전율 0.25C에서 350㎃h/g (이용율 36%) 이상으로 나타났고, 전극의 안정성도 양호하게 나타났으나 활성화가 느리게 일어났다.

15mbar 정합하에서 n.dodecane-1.decanol-1.dodecanol 혼합물의 삼성분계 및 각 이성분계의 기액평형 데이타와 비점을 측정하였다. 측정된 기액평형 데이타는 g$^{E}$ 모델식 인 Margules, van Laar, Wilson, NRTL, UNIQA 식에 의해 상관관계를 알아보았다. 이성분계 데이타는 Redlich-Kister의 적분법에 의해 열역학적으로 검토하였으며, 삼성분계 데이터 역시 McDermott-Ellis에 의한 two-point consistency test에 의해 질적으로 검토되었다. 이성분계의 기액평형 데이타 중에 n.dodecane-1.decanol계 만이 공비점을 보였다.

극성 할로겐 탄화수소 화합물의 정확한 물성예측을 얻고자 BWRS 상태 방정식의 일반화된 23개 상수를 각 물질에 대하여 최적화 하였다. Multiproperty analysis방법이 최적의 23개 상수를 구하는데 사용되었다. 각 물질의 최적 23개 상수값과 acentric factor 혹은 orientation parameter를 사용하여 물성 예측을 한 결과 O.A.A.D.는 밀도가 0.4%, 엔탈피가 0.33kcal/kg 그리고 증기압은 0.39%로 고찰하였다. 이 결과는 일반화된 23개 상수를 사용하여 얻은 물성예측 보다 월등히 향상된 결과를 보여준다.