• 제목/요약/키워드: Current Density and Temperature Distribution

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고온형 고분자전해질 연료전지의 준3차원 모델링을 통한 국부적 동특성 해석에 관한 연구 (A Study on the Local Dynamic Characteristics of High Temperature Proton Exchange Membrane Fuel Cell by Quasi-three-dimensional Model)

  • 박재만;민경덕;강상규
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.81.1-81.1
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    • 2011
  • High temperature proton exchange membrane fuel cell (HT-PEMFC) has been regarded as a promising clean energy sources. In this study, a quasi-three-dimensional dynamic model of HT-PEMFC has been developed and the local dynamic characteristics are investigated. The model has the geometrical simplification of 2+1D reduction (quasi-3D). The one-dimensional model consists of nine control volumes in cross-sectional direction to solve the energy conservation and the species conservation equations. Then, the one-dimensional model is discretized into 25 local sections along the gas flow direction to account for gas and thermal transport in channels. With this discretization, the local characteristics of HT-PEMFC such as species conservation, temperature, and current density can be captured. In order to study the basic characteristics of HT-PEMFC, it is important to investigate the local dynamic characteristics. Thus, the model is simulated at various operating conditions and the local dynamic characteristics related to them are observed. The model is useful to investigate the distribution of HT-PEMFC characteristics and the physical phenomena in HT-PEMFC.

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헬륨가스 냉각 고온초전도 케이블의 절연특성 평가 시스템 개발 및 성능평가 (Development and Test results of the Dielectric Evaluation System for a Helium Gas Cooled HTS Cable)

  • 곽동순
    • 한국초전도ㆍ저온공학회논문지
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    • 제14권1호
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    • pp.25-29
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    • 2012
  • The novel type of cable under consideration is cooled by gaseous Helium at elevated pressure. Helium is known for having poor electric breakdown strength; therefore the dielectric capabilities of this type of cable must be tested under conditions similar to the envisaged operation. In order to study the dielectric performance we have designed and built a novel high pressure cryostat rated at 2.17 MPa which has been used for testing model cables of lengths of up to 1 m. The cryostat is an open system where the gas is not re-circulated. This allows maintaining a high purity of the gas. The target temperature range is between 40 K and 70 K. This substantially increases the critical current density of the HTS compared to 77 K, which is the typical temperature of cables cooled by liquid nitrogen. The cryostat presented allows for adjusting the temperature and keeping it constant for the time necessary to run a complete dielectric characterization test. We give a detailed description of the cryostat. Measurements of partial discharge inception voltages as well as the temperature distribution along the model cables as a function of time are presented.

고분자전해질 연료전지에서 전기화학반응 열생성에 의한 열전달특성 (Heat transport characteristics by heat generation of electrochemical reactions in proton exchange membrane fuel cell)

  • 조선아;이필형;한상석;황상순
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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    • pp.3377-3382
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    • 2007
  • In proton exchange membrane fuel cell, the heat is generated at the catalyst layer as result of exothermic electrochemical reaction. This heat increases temperature of gas diffusion layer and membrane whose conductivity is very sensitive to humidity, function of temperature. So it is very important to analysis heat transfer through fuel cell to maintain temperature at specified range. In this paper numerical simulation was done including reversible, irreversible, ionic resistance, water formation loss to source term of energy equation. Results show that irreversible and water formation loss contributes mainly to energy source term and as current density increases, all of energy source terms become increased and Nusselt number is increased as results of more heat generation. Particularly irreversible loss is found to be predominant among the all energy source and water formation at cathode channel influences the temperature distribution of fuel cell greatly.

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코리올리 질량유량계를 이용한 액화석유가스(LPG) 정량 측정 방법 연구 (A Study on Liquified Petroleum Gas(LPG) Fuel Quantitative Method using Coriolis Mass Flowmeter)

  • 박태성;성상래;임의순;이정민;이명식;강형규
    • 한국가스학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.109-122
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    • 2018
  • 국내 LPG 미터는 "계량에 관한 법률"에 의거 LPG 정량에 대한 검사가 실시되고 있다. LPG 미터는 "계량에 관한 법률 시행령"에 따라 3년마다 재검정이 실시된다. 검사 시 최대허용오차는 ${\pm}1.0%$ 이내, 사용오차는 ${\pm}1.5%$ 이내이다. 정량 측정 시에는 밀도부액계, 저울, 압력용기를 사용한다. LPG는 온도와 압력에 따라 부피 변화의 정도가 매우 심하다. 현행 정량 측정 방법은 LPG의 부피를 구하기 위해 온도 및 압력, 밀도를 측정해야 하며, 이에 따른 장비들이 필요하다. 반면에 코리올리 질량유량계는 질량유량, 밀도, 온도를 동시에 측정하며, 컴퓨터 프로그램을 사용하여 측정값을 필요한 값으로 변환 및 산출 할 수 있어, 산업현장에서 널리 적용되고 있다. 본 연구에서는 LPG 정량 측정에 대한 기초연구로서, 코리올리 질량유량계를 이용하여 LPG 충전기에서 나온 LPG 부피를 측정했다. 또한, 기존 LPG 충전기 검사방법과의 비교를 통해 코리올리 질량유량계를 이용한 LPG 충전기 검사도 가능하다는 결론을 얻었다.

폴리이미드 박막의 공간전하현상 및 수분의 영향 (Space Charge Phenomena in Polyimide Films and Effects of Absorbed Water)

  • 윤주호;최용성;황종선;이경섭
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 센서 박막재료연구회 및 광주 전남지부
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    • pp.82-85
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    • 2008
  • Polyimide is widely used as a high-temperature insulating material. Space charge distributions in polyimide (PI) films strongly depend upon electric field, temperature, water content and so on. We observed space charge distributions in PI films with various water contents. When a dc field was applied to as-received PI films or water-treated PI films, positive and negative homo space charges were observed near the respective electrodes at 333 K. In dried PI films, the homo space charges were much reduced, and positive and negative hetero space charges in the bulk were clearly observed. The space charge amounts in water-treated PI films were smaller than in as-received ones, while the current density in water-treated PI film was larger than that in as-received one by two or more orders of magnitude. These suggest not only that the charge injection from the electrode is enhanced by absorbed water but also that absorbed water makes carriers mobile. The decay of space charge was also faster in water-treated PI than in as-received or dried one. This also supports the enhancement of apparent mobilities of carriers in PI by absorbed water.

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수상관의 밝기 및 해상도를 고려한 기준 백색 설정 (Reference white setting based on brightness of CPT and resolution)

  • 최덕규;김주동;권기룡;안상호;이건일;송규익
    • 한국통신학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.334-343
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    • 1997
  • 칼러 텔레비젼에서 기준 백색은 CPT(color picture tube)의 RGB 세 빔 전류를 조절함으로써 설정되며, 이들 빔 전류비는 RGB 비디오 증폭기의 이득비를 조정함으로써 조절된다. 일반적으로 전자총의 빔 전류 밀도 프로파일은 가우스 분포를 가지며, RGB 각 채널 증폭기의 이득과 대역폭의 곱은 일정하다. 따라서 스크린상의 밝기와 공간 해상도는 수상기의 기준 백색 설정에 따라 달라진다. 본 논문에서는 칼라 텔레비젼의 기준 백색 설정시에 RGB 전류비가 밝기에 미치는 영향과 비디오 증폭기의 이득 및 전류 밀도 분포에 따른 영상 경계 부분에서의 열화 정도를 이론적으로 해석하였다. 해석 결과 기준 백색의 색 온도 증가에 따라 Helmholtz-Kohlrausch 현상에 의해 밝기가 증가하고, RGB 증폭기의 이득비 편차가 작을수록 스크린상의 공간 밝기 분포의 상승거리는 감소하는 경향이 있음을 밝혔다. 또한 본 해석에 근거하여 P22 형광체에 대하여 더 밝으면서도 해상도를 높일 수 있는 기준 백색의 설정 가능한 범위를 제시하였다.

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GaN계 청색 발광 다이오드에서 저전류 스트레스 후의 광 및 전기적 특성 변화 (Optical and Electrical Characteristics of GaN-based Blue LEDs after Low-current Stress)

  • 김서희;윤주선;신동수;심종인
    • 한국광학회지
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    • 제23권2호
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    • pp.64-70
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    • 2012
  • c-plane 사파이어 기판에서 성장된 1 $mm^2$ 대면적 InGaN/GaN 다중양자우물 청색 발광 다이오드의 스트레스 전후의 전기적, 광학적 특성 변화를 분석하였다. 스트레스 실험은 샘플 칩을 TO-CAN에 패키징하여 50 mA의 전류를 200시간 동안 인가하여 수행하였다. 스트레스 인가 전류는 다이오드의 순전압 특성을 이용한 접합온도(junction temperature) 측정 실험을 통하여 충분히 낮은 접합온도를 유지하는 값으로 선택하였다. 이렇게 선택한 50 mA의 전류 인가량에서 접합온도는 약 308 K였다. 308 K의 접합온도는 접촉저항(ohmic contact) 또는 GaN계 물질의 특성 변화에 영향을 주지 않는다고 가정하고 실험을 진행하였다. 스트레스 전후에 전류-전압, 광량-전류, 표면 광분포, 파장 스펙트럼 및 상대적 외부양자효율 특성을 측정 및 분석하였다. 측정결과, 스트레스 후 저전류 구간에서의 광량이 감소하고 상대적 외부양자효율이 감소하는 현상을 관찰하였다. 우리는 이러한 현상이 결함의 증가로 인한 비발광 재결합률 증가로부터 기인함을 이론적으로 검토하고 실험결과의 분석을 통하여 보였다.

Skull melting법에 의한 Al2O3 파우더 용융 (Melting of Al2O3 powder using the skull melting method)

  • 최현민;김영출;석정원
    • 한국결정성장학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.24-31
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    • 2019
  • 사파이어 단결정을 성장시키는 기존 합성방법들의 원료충진율을 높이기 위한 방법으로 스컬용융법을 사용하여 $Al_2O_3$ 파우더를 용융시켰다. 냉각도가니 크기는 내경 24 cm, 내부 높이 30 cm로서 2.75 MHz 발진주파수에서 15 kg의 $Al_2O_3$ 파우더를 1시간 내에 모두 용융시켰으며, 3시간 동안 융액상태로 유지 후 자연냉각 시켰다. 냉각된 잉곳의 부분별 면밀도 및 성분은 SEM-EDS를 통해 분석하였다. 잉곳의 면밀도 및 $Al_2O_3$ 함량은 고주파유도가열 시 냉각도가니 내부에 형성되는 온도 분포와 관련이 있으며, 온도가 높게 형성되었던 부분이 면밀도 및 순도가 높게 나타나는 경향을 보였다.

Influence of Series Resistance and Interface State Density on Electrical Characteristics of Ru/Ni/n-GaN Schottky structure

  • Reddy, M. Siva Pratap;Kwon, Mi-Kyung;Kang, Hee-Sung;Kim, Dong-Seok;Lee, Jung-Hee;Reddy, V. Rajagopal;Jang, Ja-Soon
    • JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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    • 제13권5호
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    • pp.492-499
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    • 2013
  • We have investigated the electrical properties of Ru/Ni/n-GaN Schottky structure using current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) measurements at room temperature. The barrier height (${\Phi}_{bo}$) and ideality factor (n) of Ru/Ni/n-GaN Schottky structure are found to be 0.66 eV and 1.44, respectively. The ${\Phi}_{bo}$ and the series resistance ($R_S$) obtained from Cheung's method are compared with modified Norde's method, and it is seen that there is a good agreement with each other. The energy distribution of interface state density ($N_{SS}$) is determined from the I-V measurements by taking into account the bias dependence of the effective barrier height. Further, the interface state density $N_{SS}$ as determined by Terman's method is found to be $2.14{\times}10^{12}\;cm^{-2}\;eV^{-1}$ for the Ru/Ni/n-GaN diode. Results show that the interface state density and series resistance has a significant effect on the electrical characteristics of studied diode.

양극산화법에 의한 다공성 SnO2 피막 (Porous SnO2 Films Fabricated Using an Anodizing Process)

  • 한혜정;최재호;민석홍
    • 한국재료학회지
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    • 제16권8호
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    • pp.503-510
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    • 2006
  • The measurement of specific gases is based on the reversible conductivity change of sensing materials in semiconductor type gas sensors. For an application as gas sensors of high sensitivity, porous $SnO_2$ films have been fabricated by anodizing of pure Sn foil in oxalic acid and characteristics of anodic tin oxide films have been investigated. Pore diameter and distribution were dependent on process conditions such as electrolyte concentration, applied voltage, anodizing temperature, and time. Characteristics of anodic films were explained with current density-time curves.