• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.4 no.1 s.9
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• pp.40-48
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• 2000

A fuel cell is an electrochemical device continuously converting the chemical energy in a fuel and an oxidant to electrical energy by going through an essentially invariant electrode-electrolyte system. Phosphoric acid fuel cell employs concentrated phosphoric acid as an electrolyte. The cell stack in the fuel cell, which is the most important part of the fuel cell system, is made up of anode where oxidation of the fuel occurs cathode where reduction of the oxidant occurs; and electrolyte, to separate the anode and cathode and to conduct the ions between them. Fuel cell performance is associated with many parameters such as operating and design parameters associated with the system configuration. In order to understand the design concepts of the phosphoric fuel cell and predict it's performance, we have here introduced the simulation of the fuel-cell stack which is core component and modeled in a 3-dimensional grid space. The concentration of reactants and products, and the temperature distributions according to the flow rates of an oxidant are computed by the help of a computational fluid dynamic code, i.e., FLUENT.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2011.11a
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• pp.283-284
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• 2011

연료전지는 다른 대체에너지원에 비해 효율이 높고 소음이 거의 없으며 친환경적이라는 장점으로 인해 각광받고 있다. 연료전지는 수소와 산소의 전기화학반응으로 물이 생성되는데, 이때 전기와 열이 발생한다. 또한, 저전압 대전류의 특성을 가지며 부하에 따른 출력전압의 변동이 크므로 전압을 조정해야 한다. 따라서 저전압을 승압하기 위한 DC/DC Boost(이하 부스트)컨버터가 필요하다. 본 논문에서는 연료전지를 이용한 배터리 충전 시스템을 구성하고, 그 기능을 MATLAB/SIMULINK의 모델과 시뮬레이션을 통해 확인한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1805-1806
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• 2007

Silicon nitride (SiN) 박막을 플라즈마 응용화학기상법을 이용하여 증착하였다. SiN박막의 전하밀도는 일반화된 회귀 신경망 (GRNN)을 이용하여 모델링하였다. PECVD 공정은 Box Wilson 실험계획표를 이용하여 수행하였다. GRNN 모델의 예측수행은 유전자 알고리즘 (GA)을 이용하여 최적화하였다. 최적화한 GA-GRNN 모델은 종래의 GRNN 모델과 비교하여, 약55%정도의 예측성능의 향상을 보였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.2 no.1
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• pp.13-16
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• 1999

A mathematical analysis of bipolar electrode reactor model for complex electrochemical reactions could estimate total current from time-concentration data, which coincided well with experimental total current data. Thus behaviour of bipolar electrode reactor could be described by a proposed simulation model. This paper demonstrates how such a model can be used a useful tool in the design for pilot plant experimentation.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2000.07d
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• pp.2401-2403
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• 2000

시스템의 특성을 이해하고 신뢰성 있는 제어를 위해서는 시스템에 대한 정확한 모델을 필요로 한다. 이러한 목적을 위해서 많은 연구자들에 의한 다양한 방법의 모델링 방법이 계속되어 연구되어지고 있다. 현재 많이 사용하는 모델링 방법 중에는 통계적 기법을 이용하는 것, first principle 방법을 이용하는 것, 지능형 기법을 이용하는 방법 등이 있다. 본 연구에서는 통계적 방법인 fractional factorial 방법을 이용한 모델, Taguchi 방법을 이용한 모델, 그리고 지능형 방법인 신경회로망을 이용한 모델의 3가지 모델을 사용해서 각 모델의 학습오차와 예측오차 등의 특성을 비교하였다. 모델에 사용된 데이터는 비선형 시스템인 플라즈마 화학 증착 장비(Plasma-Enhnaced Chemical Vapor Deposition : PECVD)에 의해 증착된 산화막 실험 데이터이다. 각 모델에 대해서 PECVD 데이터를 사용하여 모델을 만들었을 때 각 모델의 학습오차와 학습오차 변위, 그리고 예측오차와 예측오차변위를 조사하였다. 세가지 모델 모두 학습오차가 예측오차보다 작았으며 변위 또한 학습오차변위가 예측오차변위보다 작았다. 본 연구 결과는 일반적으로 신경회로망에 의한 오차가 다른 통계적인 방법에 의한 오차보다 작음을 보여준다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2012.07a
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• pp.148-149
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• 2012

본 논문은 HEV용 고출력 리튬 폴리머 배터리(LI-PB)의 수학적 모델링 기법을 제안한다. 비선형 시스템인 리튬 폴리머 배터리의 전기화학적 특성을 수학적인 상태 방정식으로 표현하고, 배터리 셀의 직접적인 충/방전, 온도 실험을 통하여 셀 모델의 파라미터를 추출하고 표현된 상태 방정식으로 최소의 오차를 가지는 파라미터를 구한다. 대용량 충방전기를 사용한 실험으로 본 연구의 적합성을 입증하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.201-203
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• 2007

본 논문에서는, 연료전지 시스템의 기계적 주변장치 (MBOP)와 전기적 주변장치 (EBOP)의 최적 설계를 위해서 PEMFC 스택을 전기화학반응을 기초로 모델링한다. 모델링을 위해 기본적인 PEMFC의 구조와 동작 원리를 설명한다. 연료전지의 이론적 최고 전압인 평형전위를 깁스 자유에너지와 네른스트 방정식으로 유도한다. 전류밀도에 따른 전압 손실인 활성화, 저항, 농도 분극현상을 표현하기 위해서 수식을 유도한다. 수소가 이온화되지 못하고 산소극으로 넘어가서 발생되는 연료손실 및 내부전류와 지속적인 정역반응인 교환전류도 모델링된다. 평형전압에서 각 분극을 뺀 실제 운전 전압을 시뮬레이션하고, 유량과 압력에 따른 출력 특성을 시뮬레이션 한다. 부하변동 시 출력특성을 시뮬레이터와 실험결과로 비교한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.111-112
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• 2007

Silicon nitride (SiN) 박막을 플라즈마 응용화학기상법을 이용하여 증착하였다. SiN박막의 전하밀도는 일반화된 회귀 신경망과 유전자 알고리즘을 이용하여 모델링하였다. PECVD 공정은 Box Wilson 실험계획표를 이용하여 수행하였다. $SiH_4$ 유량변화에 따른 온도의 영향은 미미하였다. 그러나, 저 전력에서의 온도증가 (또는 저온에서의 전력의 증가)에 따라 전하밀도는 급격히 상승하였으며, 이는 [N-H]의 증가에 기인하는 것으로 해석되었다. $SiH_4$ 유량의 증가 (또는 고온에서의 전력의 증가)에 따라 전하밀도는 감소하고 있으며, 이는 [Si-H]의 증가에 기인하는 것으로 이해된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.4
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• pp.598-603
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• 2023

Electrochemical ammonia production using catalysts offers a promising alternative to the conventional Haber-Bosch process, allowing for ambient temperature and pressure conditions, environmentally friendly operations, and high-purity ammonia production. In this study, we focus on the nitrogen reduction reactions occurring on the surfaces of ruthenium catalysts, employing first-principles calculations. By modeling reaction pathways for nitrogen reduction on the (0001) and (1000) surfaces of ruthenium, we optimized the reaction structures and predicted favorable pathways for each step. We found that the adsorption configuration of N₂ on each surface significantly influenced subsequent reaction activities. On the (0001) surface of ruthenium, the end-on configuration, where nitrogen molecules adsorb perpendicularly to the surface, exhibited the most favorable N₂ adsorption energy. Similarly, on the (1000) surface, the end-on configuration showed the most stable adsorption energy values. Subsequently, through optimized hydrogen adsorption in both distal and alternating configurations, we theoretically elucidated the complete reaction pathways required for the final desorption of NH₃.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.4
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• pp.582-585
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• 2016

This study intends to provide initial evacuation distances for the public in case of accidental releases of hydrogen fluoride (HF). HF is a very toxic chemical that is widely used in the chemical, electrical, and electronics industries. Consequence modeling programs, such as ALOHA and PHAST, were used to help formulate a contingency plan in case of an HF leak. For the purpose of this study, the release of entire quantity of HF in 10 min is defined as a worst-case scenario and the release from a partial line rupture is used as an alternative case scenario as National Institute of Chemical Safety (NICS) guidelines. Once the discharge rates were calculated based on the scenarios, the ERPG-2 endpoint distances have been obtained for representative daytime and nighttime weather conditions. This paper presents graphs that can be used to enact swift evacuation orders and emergency response plans in the case of accidental releases of HF.