• 제목/요약/키워드: 용융에너지

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용융탄산염 연료전지 연료극 기체 유로 높이에 따른 가스 확산 및 단전지 성능 변화 연구 (Effect of Anode Gas Channel Height on Gas Diffusion and Cell Performance in a Molten Carbonate Fuel Cell)

  • 이정현;김도형;김범주;강승원;임희천
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.479-484
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    • 2009
  • The effect of anode gas channel height on gas diffusion and cell performance in a 100 $cm^2$ class molten carbonate single cell is investigated. Single cell separators with three different channel height are used. The effect of the gas channel height on the distribution of the reactive gas concentration is evaluated by the two-dimensional concentration diffusion equation. The overpotential caused by concentration drop with different channel height is estimated by the voltage decay related to diffusion of reactants, well known as concentration polarization, using limiting current density. The estimation could have the possibility to identify the reactant mass transfer polarization in the complicate factors of the overall electrodes.

125kW 외부개질 용융탄산염 연료전지(ER MCFC) 스택 운전 (The Results of the 125 kW External Reforming Type MCFC Stack Operation)

  • 이정현;김범주;김도형;강승원;김의환;임희천
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.419-424
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    • 2010
  • The 125kW external reforming (ER) type molten carbonate fuel cell (MCFC) system for developing a commercial prototype has been operated at Boryeong thermal power plant site since the end of 2009. The system consists of 125kW stack with $10,000 cm^2$ effective area, mechanical balance of plant (MBOP) with anode recycle system, and electrical balance of plant (EBOP). The 125kW MCFC stack installed in December, 2009 has been operated from January, 2010 after 20 days pre-treatment. The stack open circuit voltage (OCV) was 214V at initial load operation, which approaches the thermodynamically theoretical voltage. The stack voltage remained stable range from 160V to 180V at the maximum generating power of 120 kW DC. The stack has been operated for 3,270 hours and operated at rated power for 1,200 hours.

CFD를 통한 용융탄산염 연료전지의 유동 및 크기에 따른 운전 특성 분석 (Study on the Effects of the Flow Characteristics and Size on the Peformance of Molten Carbonate Fuel Cells Using CFD)

  • 김동우;김하영;최정환;이창환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제30권2호
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    • pp.147-154
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    • 2019
  • In this study, effects of flow types and size of molten carbonate fuel cells (MCFCs) were investigated using CFD simulation. In the simulation, the current collector of MCFCs were assumed to be an porous media. With the area of $0.09m^2$, the effect of flow types such as Co-flow, Counter-flow, Cross-flow were studied. After that the effect of the size and flow direction was studied. Among three-flow types, MCFCs with co-flow type shows more uniform distribution and current density distribution.

직접내부개질형 용융탄산염 연료전지(DIR-MCFC)의 운전 조건에 따른 성능 분석 (Performance Analysis in Direct Internal Reforming Type of Molten Carbonate Fuel Cell (DIR-MCFC) according to Operating Conditions)

  • 정규석;이창환
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.363-371
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    • 2022
  • In this study, the operation characteristics of the internal reforming type molten carbonate fuel cell (MCFC) were studied using computational fluid dynamics (CFD) analysis according to the steam to carbon ratio (S/C ratio), operating temperature, and gas utilization. From the simulation results, the distribution of gas composition due to the electrochemical reaction and the reforming reaction was predicted. The internal reforming type showed a lower temperature difference than the external reforming type MCFC. As the operating temperature decreased, less hydrogen was produced and the performance of the fuel cell also decreased. As the gas utilization rate decreased, more gas was injected into the same reaction area, and thus the performance of the fuel cell increased.

직접접촉식 액-빙 열교환기의 전열특성에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Thermal Characteristics of Direct Contact Liquid-Ice Heat Exchanger)

  • 이채문;박정원;김동훈
    • 태양에너지
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    • 제16권2호
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    • pp.65-77
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    • 1996
  • 동적형 빙축열 시스템의 빙축열조에서 세가지 얼음충진율에 대해 분산유체의 유온, 유량을 변화시켜 용융실험을 행하였다. 빙축열조에 분산되는 분산유체의 온도가 높고 유량이 많을수록 빙축열조 내의 온도성층화 현상도 뚜렸하였고 온도성층화에 돌입하는 시간이 단축되었다. 분산유체의 유량이 많을 때는 잠열이 방출되는 시기에 걸쳐서 빙축열조 내의 온도안정화 현상이 나타나고 온도안정화에 소요되는 시간도 단축되었다. 그러나 얼음의 용융이 끝난 후는 유량이 적을 때가 온도성층화 현상이 뚜렸하였다. 빙축열조 얼음충진율이 높을 때 온도성층화에 소요되는 시간이 길었으며 빙축열조 내 온도분포는 안정되었고 빙축열조의 벽면 영향으로 인해 빙축열조 상부의 온도가 높게 나왔다. 실험초기온도를 유지하는 기간은 빙축열조 내의 얼음이 존재하는 기간과 일치하였다. 빙축열조 내의 평균온도 상승은 분산유체의 유량이 많고 온도가 높을수록 일찍 상승하였다. 총방열에너지에 대한 잠열에너지($E/E_{ot}$)의 시간에 대한 변화비는 분산유체의 온도가 동일한 조건에서 유량이 많을수록, 분산유체의 온도가 높을수록 큰 값으로 나타났다.

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캠 샤프트 재용융 처리시 재흑연화 현상에 관한 연구 (Investigation of Regraphitization during Cam Shaft Remelting)

  • 오영근;김광수;고진현
    • 한국재료학회지
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    • 제8권7호
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    • pp.648-652
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    • 1998
  • 자동차용 캠 샤프트의 표면경화를 위해 TiG 용접공정에 의한 재용융처리가 실시되었다. 재용융처리는 캠축에 평행한 방향으로 행하여졌다. 캠 샤프트 소재의 조직은 편상의 흑연과 퍼얼라이트의 회주철 조직으로 구성되어 있으나 재용융 처리후 미세한 퍼얼라이트 및 세멘타이트와 구상 오스테나이트의 레데브라이트 조직으로 변화하였다. 캠 샤프트 모재의경도는 HRc 25~28에서 재용융 처리후에는 HRg 53~55정도로 증가하였다. 다층 용융 처리시 비드가 겹치는 경계에서 검은띠가 관찰되었는데 이 검은띠는 흑연으로 판명되었다. 이 검은띠는 전층의 레데브라이트 조직이 변태된 것으로 주로 세멘타이트와 기지조직의 경계에서 생성되었다. 고밀도 에너지인 레이저 용융처리시에도 재흑연화 현상은 TIG의 경우처럼 관찰되었다. 재흑연화 현상의 확인을 위해서 Gleeble 1500을 이용하여 $1100^{\circ}C$$1000^{\circ}C$에서 0.5, 1, 3, 5 및 10초동안 유지한 모의실험을 하였다. $1000^{\circ}C$에서 0.5초 유지했을 때도 흑연이 발견된 것으로 보아 재흑연화 현상은 어떠한 재용융 처리 공정을 사용하더라도 피할 수 없는 현상임을 확인할 수 있다.

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Th-U-Pu 혼합 용융염핵연료 AMBIDEXTER 원자로 시스템의 온라인 핵연료 용량 최적화 설계에 관한 연구 (A Study an Optimal Design of the On-line Chemical Process System for the AMBIDEXTER Operating with the molten Th-U-Pu salt mixture Fuel)

  • 이영준;김진성;유영진;오세기
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.81-87
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    • 2002
  • 원자로계통 전체가 원자로 용기안에 일체형으로 내장되었으며 열ㆍ에너지 수송회로와 물질ㆍ방사선 수송회로가 각각 분리, 혼합된 복합 원자력에너지시스템인 250MW$_{th}$ 실증로급 AMBIDEXTER (Advanced Molten-salt Break-even Inherently-safe Dual-missioning Experimental and TEst Reactor)는 부의 핵연료 반응도로 인한 고유안전성과 핵확산 방지, 폐기물 감축, 핵연료 경제성 및 자원 이용의 효율성을 갖춘 원자로로서 현재 아주대학교에 서 개념 설계중이다.(중략)

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용융부의 형상을 고려한 GMA 용접 공정의 금속이행 모델링 (Modeling of Metal Transfer in GMA Welding Process)

  • 이강희;최상균;유중돈
    • Journal of Welding and Joining
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    • 제13권2호
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    • pp.115-121
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    • 1995
  • As the metal transfer in the GMAW process affects the weld quality and productivity, the mechanism of molten formation and detachment has been investigated at various welding conditions. The force balance and pinch instability models have been widely used to analyze the metal transfer in the globular and spray modes, respectively A new approach is proposed in this work by minimizing the energy of molten drop system. Effects of the surface tension, gravity, electromagnetic and drag forces are considered with no presumed molten drop geometry. Effects of various welding conditions on the metal transfer are explained. The results show that the proposed mode can be applied to the globular and spray transfer modes. When compared with other models, results of the proposed model show better agreements with the available experimental data, which demonstrates the validity of the present model.

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질화붕소가 스프레이코팅된 흑연과 용융 알미늄간의 진공에서의 반응기구 (Reaction Mechanism between BN-sprayed Graphite and Molten Al in Vacuum)

  • 정재인;임병문;문종호;홍재화;강정수;홍재화;강정수;이영백
    • 한국진공학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.39-44
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    • 1994
  • 질화붕소를 스프레이코팅한 흑연과 용융 알미늄간의 진공에서의 반응기구를 여러 가지 분석장치 를 이용하여 조사하였다. 계면에 형성된 화합물층은 잘 정의된 형태를 보였으며 Al4C3 와 Al8B4C7의 혼 합상이 흑연바로 위에 형성되었고 그위는 주로 AIN층으로 이루어져 있었다. 이러한 화합물의 생성과정 과 반응기구를 자유에너지 관점에서 논의하였다. 이러한 방법으로 흑연 보우트를 제조하여 알미늄 증발 에 이용하였을 경우 매우 안정적인 증발 양상을 보였으며 $0.6mu$m/min 이상의 매우 높은 증발율을 얻을 수 있음을 확인하였다. 또한 제조원가가 저렴하고 (TiB2 BN 보우트의 약 1/100)전자빔 증발에 의해 형 성된 피막과 비교하여 손색이 없는 피막을 얻을 수 있어 새로운 저항가열 증발원으로서의 이용 가능성 을 확인하였다.

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초전도 마그네틱 베어링의 부상력 특성에 관한 시뮬레이션

  • 유제환;임윤철
    • 한국윤활학회:학술대회논문집
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    • 한국윤활학회 1997년도 제25회 춘계학술대회
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    • pp.122-128
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    • 1997
  • 초전도체의 임계온도를 높이는 연구들이 수행되어 임계온도가 액체질소의 비등점(77K)보다 높은 산화물 고온 초전도체가 1986년에 발견되었고, 최근에는 $10^4A/cm^2$이상의 임계전류밀도를 갖는 덩어리형 고온 초전도체가 용융공정을 통해 개발되었으며, 산화물 고온 초전도체 $YBa_2 Cu_3 O_{7-y}$은 산소 조성이 7에 가까우며 임계온도가 95K로서 현재 가장 많이 사용되고 있다. 응용 분야로서는 수송분야, 의료분야, 전력분야, 그리고 기초과학분야등이 있고, 향후 상온 초전도체의 출현으로 인한 응용범위의 확대는 획기적일 것으로 예측되어 진다. 이중에 10$^{-8}$이하의 마찰계수를 갖는 초전도 마그네틱 베어링을 플라이휠 같은 에너지 저장장치에 적용시키는 연구가 국내외적으로 진행되고 있다. 여러 선진국에서는 용융공정된 초전도체를 이용하여 실험단계적인 플라이휠의 설계, 제작 및 성능실험을 진행중이거나 완성하였고, 제2단계 목표로서 실용화를 위한 대규모 플라이휠의 설계와 제작에 대한 연구가 진행중이다.

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