• Prospectives of Industrial Chemistry
• /
• v.22 no.4
• /
• pp.20-34
• /
• 2019

수소경제 시대의 도래와 함께 연료전지에 관한 연구가 크게 주목받고 있다. 그중 실험적으로 분석이 어려운 부분에 관하여 비용과 시간이 요구되는 실험적인 방법을 배제할 수 있는 모델링 기법인 전산유체역학(computational flow dynamics, CFD)이 큰 관심을 받고 있다. 연료전지의 연구에 주로 사용되는 전산유체역학에 관한 연구는 열분포, 유체의 흐름, 각종 반응물의 농도, 그리고 전기화학반응 등의 실험적인 분석이 현실적으로 불가능한 부분의 분석으로 통하여 실험을 줄이고도 많은 결과를 얻을 수 있는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 기고문에서는 전산유체역학을 이용한 연료전지 내부에서 벌어지고 있는 각종 유체, 열, 전기화학반응 등에 관한 연구동향을 소개하고자 한다.

• Fire Science and Engineering
• /
• v.28 no.3
• /
• pp.34-42
• /
• 2014

The concentrations of inert gases ($N_2$, Ar, $CO_2$ and He) required to induce the flame instabilities such as swing, rotation, lifted and blow-out were measured in a cup burner nonpremixed flames for $CH_4$ and $C_3H_8$ fuels. Quantitative differences in the extinguishing concentration with fire suppression criteria (i.e. blow-out or onset of flame instability) were also examined. It was found that the difference in extinguishing concentration was increased with the appearance of lifted flame and the low extinguishing performance of inert gaseous. The maximum difference in extinguishing concentration with the suppression criteria was approximately 35% at the highest fuel velocity condition (1.3 cm/s) for the $C_3H_8$-air nonpremixed flame. It can be also expected that the extinguishing concentration by the criteria based on the onset of flame instability will provide the useful information from the viewpoint of the accurate and economical design concentration.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
• /
• v.12 no.2
• /
• pp.319-327
• /
• 1988

A new measuring method is proposed, which measures the atomization characteristics of a non-evaporating, axi-symmetric diesel spray by means of an image analysis of high speed shadow photographs. The instantaneous sauter mean diameter and the fuel concentration in the spray are calculated of the splay axis and in the radial direction and the data of the fuel injection rate, using an onion peeling model. Some examples of application of this method to eight different diesel sprays are demonstrated, and the results are compared to predicted results by the conventional immersion method and a quasi-steady one dimensional spray model.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
• /
• v.10 no.5
• /
• pp.955-961
• /
• 2009

Present, a portable battery have problem that the volume increases according to capacity Increase. Direct Methanol Fuel Cell is alternative by solution plan of this problem. In this paper, the characteristics of DMFC are analyzed by change in concentration and discharge of fuel in natural convection and room temperature condition. According to the analysis result, polarization by delay of diffusion velocity of hydrogen ion appeared in methanol of low concentration. And if have a lot of supplies of methanol, generation power declines by electric cell cooling effect.

• Journal of Hydrogen and New Energy
• /
• v.24 no.6
• /
• pp.495-509
• /
• 2013

In this study, we develop a one-dimensional (1-D), two-phase, transient-thermal DMFC model to investigate the effect of methanol concentration fluctuation that usually occurs in active-type direct methanol fuel cell (DMFC) systems. 1-D transient simulations are conducted and time-dependent behaviors of DMFCs are analyzed under various DMFC operating conditions such as anode/cathode stoichiometry, cell temperature, and cathode inlet humidification. The simulation results indicate that the effect of methanol concentration fluctuation on DMFC performance can be mitigated by proper control of anode/cathode stoichiometry, providing a guideline to optimize operating conditions of active DMFC systems.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2012.05a
• /
• pp.70.2-70.2
• /
• 2012

고체산화물연료전지의 전기적 성능은 직류를 인가하면서 평형 전위로 부터 과전압(Overpotential) 만큼 멀어지는 셀의 전극 전위를 측정하는 방법으로 분석할 수 있다. 하지만 이러한 직류 상태에서는 측정 시스템에 대해서 얻을 수 있는 정보가 매우 제한 적이다. 따라서 활성화 과전압 (Activation overpotential), 농도 과전압(Concentration overpotential), 저항 과전압 (Ohmic overpotential)등의 전류에 따른 변화가 전기화학의 법칙을 충실히 따른다는 가정하에 측정결과를 수식에 맞추어 역으로 추정하는 회귀 분석 방법이 많이 사용되고 있다. 하지만 고성능의 셀이 될 수록 활성화 분극이나 농도 분극이 전류-전압 선상에서 뚜렷하게 나타나지 않는 경우가 많고, 이러한 상태에서의 회귀 분석은 해는 무한히 많으나 하나의 해 만을 선택하게 되는 경우가 있는 것이 사실이다. 이러한 문제점은 연료전지에 직류와 교류를 동시에 인가하면서 과전압과 임피던스를 상호 비교 분석하면서 보완될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고체산화물연료전지의 직류 인가 상태에서 각 과전압을 간단한 수식을 이용한 회귀 분석으로 추정하고, 이를 다시 임피던스 측정 시 교류 주파수에 따라 나뉜 저항 요소들과 다시 비교하면서 회귀 분석의 신뢰성을 높이는 시도를 하였다. 이러한 과정을 통해 제시된 직류 고전압 모델을 검증하는데 임피던스의 이용이 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.4 no.2
• /
• pp.65-69
• /
• 2001

The potential change, and the crossover of alcohol in a liquid-feed solid polymer electrolyte fuel cell operating at atmosphere and room temperature was investigated. Alcohol crossover was generated from all the alcohol by using the fuel. The single-cell property of direct methanol fuel cell was higher than that of other alcohol species as $31mW/cm^2$ at 0.23 V at 4.5M of methanol.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2001.06d
• /
• pp.708-714
• /
• 2001

Although LP gas has lots of advantages, there has been limitation in application for automotive engine due to the several disadvantages, such as power decrease, complex fuel supply unit, and back fire etc. However LP gas direct injection engine has possibility to solve the problems above mentioned. LEM(Light Extinction Method) was employed for analysis of spacial and temporal distribution of LP gas which is directly injected into combustion chamber under various pressure and temperature conditions. The results from CVC(Constant Volume Chamber) were compared to those of RICEM(Rapid Induction, Compression and Expansion Machine) which simulate early- and late injection of direct injection engine. LPG fuel spray is affected by temperature and pressure in evaporation characteristics but it is more benefit to direct injection engine in every way such as, fuel distribution, evaporating speed and well wetting reduction.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
• /
• 2003.11a
• /
• pp.487-488
• /
• 2003

우리나라 대기환경기준이 점차 강화되고 있고, 국민의 욕구수준 또한 선진국 수준으로 강화될 계획으로 있어 이에 따른 대기오염 방지시설의 설치 또는 보완이 요구되고 있다 특히, 배기가스 중 황산화물 및 질소산화물 배출농도 강화로 울산화력발전소에서는 최신의 배연탈황ㆍ탈질설비를 가동중에 있으나 황산 Mist가 주요원인으로 추정되는 Plume Opacity가 발생되어 오염물질 배출농도는 법적규제기준 이내로 배출되더라도 민원이 발생되고 있다. 이에 대한 대책으로 현장에 적합한 연료첨가제 주입으로 Plume Opacity 발생원인을 제거함과 동시에 배연탈황설비에서 발생된 저온부식 현상을 개선하고, 보일러 내 고온부식 등 연소장애 현상 개선을 통한 열효율 향상 방안에 대해 연구하였다. (중략)

• Journal of the korean Society of Automotive Engineers
• /
• v.26 no.3
• /
• pp.12-20
• /
• 2004

21 세기의 인류에게 던져진 여러 화두 중에서 가장 인류 문명에 지대한 영향을 줄 수 있는 것을 꼽으라고 한다면 단연 에너지와 환경문제가 그 첫 번째로 지목될 것이다. 에너지의 사용은 점점 증가하는 추세이지만 대표적 화석연료인 석유의 경우 40년이 지나면 그 바닥을 드러낼 것으로 예상되고 있고, 환경오염문제도 심각하여 대기 중의 이산화탄소의 농도는 지난 수십만 년간 전례가 없을 정도로 증가하고 있어 2100년의 대기 온도는 현재보다 약 2$^{\circ}C$정도 상승하여 해수면이 50cm 나 상승하게 될 것으로 예측하고 있다. (중략)