• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 1995년도 추계 총회 및 학술발표회
• /
• pp.47-48
• /
• 1995

알루미나 막이나 바이코 글라스(Vycor glass)같은 다공성 무기재료막은 화학적으로 안정하고 열에 잘 견디므로 고온에서 기체를 분리하는 데에 사용될 수 있다. 미세한 기공을 가지고 있는 알루미나막은 수소를 분리하는데 상대적으로 높은 투과도를 나타내고 고온에 잘 견딘다. 기공이 치밀한 알루미나막에 의하여 분리되는 메카니즘은 기체의 분자량에 의존하는 Knudsen확산이 지배적이 된다. 그러나, 분자량의 차이가 크지 않을때는 Knudsen확산에 의한 분리도는 크지않다. 그래서 분리도의 향상에 대해 많은 사람들이 연구하고 있다. 본연구에서는 Sol-Gel법으로 제조된 막을 개선하여, 높은 압력차에서 조업할 수 있도록 하고자, TEOS와 증류수를 막의 기공내에서 반응시켜 실리카를 기공내에 생성시키고자하는 실험을 수행하였다. 이 연구를 통해 약 25 psi 정도의 압력차하에서도 수소/질소의 분리도가 Knudsen확산의 수준을 보이는 실용적인 막을 생산할 수 있었다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제28권4호
• /
• pp.610-619
• /
• 2022

수소는 산소와 반응하여 전기에너지를 만들고 부산물로 물을 생성하므로 친환경 선박의 대체 연료로 대두되고 있다. 그러나 수소는 일반 화석연료와는 달리 낮은 점화 에너지와 높은 가연성 범위로 인하여 폭발의 위험성이 높은 물질이다. 그래서 선박에서 사용되는 수소의 안전성을 확보하기 위해서 수소의 누출·확산에 관한 유동 특성을 연구하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 선박 내부와 같은 밀폐공간에서 수소가 누출되었을 때 누출량, 통풍량, 환기 방식 등이 환기 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대하여 수치적 해석을 수행하였다. 수치해석에는 CFD 상용 소프트웨어인 ANSYS CFX ver 18.1을 이용하였다. 누출량은 1 q = 1 g/s로 하여 1 q, 2 q, 3 q로 변경하였고, 통풍량은 1 Q = 0.91 m/s로 하여 1 Q, 2 Q, 3 Q로 변경하였으며 환기 방식은 typeI, typeII, typeIII로 변경하면서 환기 성능을 분석하였다. 누출량이 1 q에서 3 q로 증가할수록 저장실 내의 수소 몰분율(HMF)는 약 2.4 ~ 3.0배 높게 나타났으며 통풍량 증가는 누출량에 대비하여 약 62.0 ~ 64.8 % 정도 환기 성능이 개선에 효과가 있었다. 그리고 폭발의 위험성을 낮추기 위한 통풍량은 최소 2 Q 이상 되어야 하며, 수소탱크 저장실 내부의 부압 형성을 위해서는 type III가 가장 적합한 방식이라고 판단하였다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제23권2호
• /
• pp.61-65
• /
• 1987

선박용 강판(KR Grad A-3)과 라임티타니아계 피복 아아크 용접봉(E4303)을 이용하여 대기중용접 및 습식 수중 용접하여 TRC 임계응력치, 열 사이클, 경도분포, 확산성 수소량, micro조직 등을 실험적으로 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. TRC 시험에 의한 초기 임계응력치 $\sigma$ 하(cr) 은 대기중 용접 및 수중용접의 어느 쪽에서도 Y groove 형상의 경우가 각각 71kg/mm 상(2), 51kg/mm 상(2) 로서 가장 높고, 반대로 45$^{\circ}$r 형 groove의 경우가 각각 52kg/mm 상(2), 41kg/mm 상(2)로서 최저이며, 수중용접부의 냉파괴 감수성이 대기중용접보다 높다. 2. 용접부의 경도는 조립 열영향부에서 가장 높고 대기중용접에서 약 H 하(k) 365, 수중용접에서는 급격한 냉각속도 때문에 약 H 상(k) 670으로 높게 되어 후자의 경우 파괴 감수성의 증가에 의한 낮은 임계응력치를 갖게 된다. 3. 48시간 동안의 확산성 수소량은 대기중용접에서 약 18cc/100g-weld-metal, 수중용접의 경우 약 48cc/100g-weld-metal로서 수중용접의 경우가 약 3배 정도 더 침입하고 있으므로 이의 방지책이 필요하다.

• 수산해양기술연구
• /
• 제23권2호
• /
• pp.15-15
• /
• 1987

선박용 강판(KR Grad A-3)과 라임티타니아계 피복 아아크 용접봉(E4303)을 이용하여 대기중용접 및 습식 수중 용접하여 TRC 임계응력치, 열 사이클, 경도분포, 확산성 수소량, micro조직 등을 실험적으로 조사한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. TRC 시험에 의한 초기 임계응력치 σ 하(cr) 은 대기중 용접 및 수중용접의 어느 쪽에서도 Y groove 형상의 경우가 각각 71kg/mm 상(2), 51kg/mm 상(2) 로서 가장 높고, 반대로 45°r 형 groove의 경우가 각각 52kg/mm 상(2), 41kg/mm 상(2)로서 최저이며, 수중용접부의 냉파괴 감수성이 대기중용접보다 높다. 2. 용접부의 경도는 조립 열영향부에서 가장 높고 대기중용접에서 약 H 하(k) 365, 수중용접에서는 급격한 냉각속도 때문에 약 H 상(k) 670으로 높게 되어 후자의 경우 파괴 감수성의 증가에 의한 낮은 임계응력치를 갖게 된다. 3. 48시간 동안의 확산성 수소량은 대기중용접에서 약 18cc/100g-weld-metal, 수중용접의 경우 약 48cc/100g-weld-metal로서 수중용접의 경우가 약 3배 정도 더 침입하고 있으므로 이의 방지책이 필요하다.

• 한국가스학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.1-8
• /
• 2019

근래 환경 문제가 이슈화됨에 따라, 수소 에너지에 대한 관심 역시 빠르게 집중되고 있다. 특히 국내에서는 수소 에너지의 보급을 위하여 정부 주도 하, 수소전기차 및 수소충전소의 확산이 탄력을 받고 있다. 그러나 수소 에너지의 도입 취지에 부합하는, 실질적인 국내 환경성에 대한 기여도가 평가되어야 하지만, 기존 $CO_2$ 배출량 분석 방법의 대부분은 미국의 에너지 환경을 대표하여 개발되었으므로, 국내 현실에 그대로 적응하기에는 한계가 존재한다. 따라서 본 논문에서는 국내에서 수소 생산 시 배출되는 $CO_2$ 배출량을 평가하는 방식으로, 물질 수지 기반의 수치 계산 분석을 제안한다. 제안한 방법을 바탕으로 천연가스, LPG, 나프타를 원료로 개질 반응 및 전기분해, COG를 활용한 수소 생산 시 국내에서 발생하는 $CO_2$ 배출량을 분석하였다. 또한, 해당 결과를 GREET 프로그램 분석 결과를 비교하여 제안한 방법의 신뢰성을 확인해보았다.

• 청정기술
• /
• 제7권3호
• /
• pp.187-194
• /
• 2001

석탄가스화 복합발전(IGCC)의 탈황공정에 사용되는 비아연계 탈황제 중 경제성이 우수한 천연망간광석을 이용하여 황화수소 제거반응에 대한 특성을 연구하였다. $H_2S$와 천연망간광석 탈황제 사이의 반응에 대한 초기 반응 속도를 $400{\sim}800^{\circ}C$의 온도범위에서 열중량 분석기로 실험하였다. 그 결과로 황화수소 제거반응 시 초기 반응은 1차 반응이었고, 반응속도상수는 Arrhenius 식에 잘 적용할 수 있었다. 또한 황화반응이 확산에 의해 제어되는 조건에서 농도 구배가 선형을 나타내었으며, 이를 통하여 유효 확산 계수를 온도에 따른 Arrhenius식으로 나타내었다. 이 결과를 통하여 황화 반응 시 확산에 대한 활성화 에너지와 반응 빈도 인자를 구하였다.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제32권2호
• /
• pp.18-21
• /
• 2014

Cold cracking of weldment is one of the most serious welding problems. A sufficient quantity of diffusible hydrogen, a residual stress, and a sensitive microstructure are the causes of cold cracking. Removal of any one of these factors can be used to prevent cold cracking. Application of flux cored arc welding process is increasing due to high productivity and easiness of welding. In addition, to prevent cold cracking in the HAZ or weldment, preheat temperature and interpass temperature have to be controlled. In this study, the effect of preheat temperature on the levels of diffusible hydrogen in the weld metal deposited using flux cored wire was examined. The levels of preheat temperature of base metal specimen were ambient temperature, 50, 100 and $150^{\circ}C$ respectively. The result showed that the increase of preheat temperature was a linear relationship with reduction of diffusible hydrogen content in weldment.

• Journal of Welding and Joining
• /
• 제7권2호
• /
• pp.49-59
• /
• 1989

The effect of non-metallic inclusions on the HAZ hydrogen induced cracking was investigated. Quench and temper high tensile strength steels containing various sulphur contents were employed. The sulphur contents range between 0.007% and 0.040%. Non-metallic inclusions were mainly MnS type sylphide and Mn-Al-Si type. The sensitivity of HAZ delayed cracking was evaluated by implant testing. Diffusible hydrogen content was varied by controlling the moisture absorbing condition of manual arc welding electrodes. The one was asreceived condition, the other was dipping the electrodes in the water for ten minutes. The main results obtained were as follows; 1) The results of implant test showed that critical stress increased with increasing S content up to 0.013%. But steel containing 0.040%S showed lower critical stress than that of 0.013% S. These result suggest that there will be optimum S content to prevent HAZ delayed cracking of high strength steels. 2) Under the lower D.H.C. level, critical stress was increased with rolling reduction, but higher D.H.C. level, effect of rolling reduction was not recognized.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.368-368
• /
• 2016

그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 6각 구조로 이루진 2차원 알려진 물질 중 가장 얇은(0.34 nm) 두께의 물질이며 그 밴드구로조 인해 우수한 전자 이동도($200000cmV^{-1}s^{-1}$)를 가지고 있며, 이외에도 기계적, 화학적으로 뛰어난 특성을 가진다. 대면적화 된 그래핀을 성장시키기 위한 방법으로는 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)이 있다. 하지만 실제 여러 전이금속에서 합성되는 그래핀은 다결정으로, 서로 다른 면 방향을 가진 계면에서 전자의 산란이 일어나며, 고유의 우수한 특성이 저하되게 된다. 따라서 전자소재로 사용되기 위해서는 단결정의 대면적화 된 그래핀에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 앞서의 두 문제점 중, 단결정의 그래핀 합성에 크게 영향을 미치는 요인으로는 크게 합성 온도, 촉매 기판의 탄소 용해도, 촉매 표면에서의 탄소 원자의 확산성이 있다. 본 연구에서는 구리, 니켈, 실리콘에 비해 탄소 용해도가 낮으며, 탄소 원자의 높은 확산성으로 인해 단결정의 단층 그래핀을 합성에 적합하다고 보고된 저마늄(Germanium) 기판을 사용하여 그래핀을 합성하였다. 단결정의 그래핀을 성장시키기 위해 메탄(Methane; $CH_4$)가스의 주입량과 수소 가스의 주입량을 제어하여 성장 속도를 조절 하였으며, 성장하는 그래핀의 면방향을 제어하고자 하였다. 표면의 산화층(Oxidized layer)을 제거하기 위하여 불산(Hydrofluoric acid)를 사용하였다. 불산 처리 후 표면의 변화는 원자간력현미경(Atomic force microscopipe)을 통하여 분석하였다. 합성된 그래핀의 특성을 저 에너지 전자현미경(Low energy electron microscopy), 광전자 현미경(Photo emission electron microscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy), 원자간력현미경(Atomic force microscopy)와 투과전자현미경 (transmission electron microscopy)을 이용하여 기판 표면의 구조와 결정성을 분석하였다.

• 한국해양공학회지
• /
• 제13권3호통권33호
• /
• pp.49-56
• /
• 1999

Welding is a reliable process and is mainly adopted for fabricating heavy structures. Recently, transverse cracks in the weld metal is serious problem, and they affect cost, efficiency, safety and joint reliability for various welded structures. In this view of point, this study investigated the potential factors for weld metal transverse crack. The main results obtained are as follows; 1) The content of diffusible hydrogen in the commercial flux cored are welding wire was remarkable change by manufacturer. 2) The diffusible hydrogen content was thd main factor for weld metal transverse cracks. 3) Weld metal was immune to transverse cracking under the condition of low diffusible hydrogen content of high restraint condition. 4) The factors for weld metal transverse crack would be the content of diffusible hydrogen and restraint of weld joint.