• 대한기계학회논문집B
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• 제37권9호
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• pp.829-836
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• 2013

석탄을 개질한 합성천연가스의 조성에 변화가 있을 경우 화염의 연소특성에 대하여 연구하였다. 본 연구의 목적은 동축 공기 합성천연가스 확산화염을 구현하여 연료조성에 따른 화염안정성과 화염구조, 분광특성, 온도분포를 실험적인 방법으로 연구하는 것이다. 각 화염의 분광특성을 관찰하기 위하여 분광기를 사용하였으며 연소장 내 온도측정을 위하여 K 형 열전대를 사용하였다. 연료 분사기 출구속도는 $u_F$ =5~40 m/s 사이에서 조절하였고 공기 분사기 출구속도는 $u_A$ =0~0.43 m/s 사이에서 조절하였다. 연소 동특성에 대한 실험을 통해 합성천연가스에 수소 성분이 증가하면 화염안정화 영역이 증가하고 부상화염 높이가 낮아져 화염길이가 짧아지는 것을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제24권2호
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• pp.141-153
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• 1992

상온핵융합의 실험적 검증을 위하여 가공조건 및 기하학적조건이 다른 7종류의 팔라디움전극을 사용하여 24~28시간, 전류밀도 83~600 mA/$\textrm{cm}^2$의 조건하에 전기분해를 실시하였다. 상기조건 하에서 삼중수소의 농축에 기인한 분리팩타(separation factor)를 측정하였고 핵융합의 부산물일수도 있는 삼중수소 증가량을 측정하였다. 또한 초과열 계 산과 관련된 K(net Faradic efficiency)를 측정하여 산소/중수소 가스의 재결합정도를 조사하였다. 양전자소멸측정장치 및 일정체적 가스주입장치를 이용하여 팔라디움전극에서 격자결함과 수소의 반응 및 거동에 대하여 조사하였다. 전기분해하는 동안 삼중수소 농축현상이 관찰되었으나 핵융합의 증거가 될만한 삼중수소양은 검출되지 않았다. 한편 산소/수소 가스의 재결합 정도는 32%로 나타났다. 이는 재결합과정이 발열반응이므로 전기분해과정에서 핵반응과 관계없이 초과엔탈피가 발생할 수 있음을 의미한다. 양전자소멸측정장치를 이용하여 양전자수명, 양전자소멸밀도, P/W 및 R 파라메터의 측정을 통하여 전극의 격자결함(전위 및 공공)에 수소가 집적 (trap)되며 수소집적은 공공에서 보다 전위에 약간 더 선호하는 것으로 나타났다. 전극의 수소화물형성에 수반하여 대부분 전위가 발생한 것으로 나타났다. 또한 팔라디움수소화물의 등시소둔실험을 통하여 소량의 미소공동 형태의 결함이 존재하는 것으로 추정하였고 그 결함의 크기는 수 $\AA$정도인 것으로 생각된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.339-356
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• 2018

Although fuel cell systems have advantages in terms of electric efficiency and environmental impact compared with conventional power systems, fuel cell systems have not been deployed widely due to their low reliability and high price. In order to guarantee the lifetime of 10 years, which is the commercialization goal of Polymer electrolyte fuel cells (PEFCs), it is necessary to improve durability and reliability through optimized operation and maintenance technologies. Due to the complexity of components and their degradation phenomena, it's not easy to develop and apply the diagnose and prognostic methodologies for PEFCs. The purpose of the paper is to show the current state on PEFC prognostic technology for condition based maintenance. For the prognostic of PEFCs, the model driven method, the data-driven, and the hybrid method can be applied. The methods reviewed in this paper can contribute to the development of technologies to reduce the life cycle cost of fuel cells and increase the reliability through prognostics-based health management system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.87.2-87.2
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• 2011

Many type of fuel cell stacks have been developed to improve the efficiency of reactants usage. The cascade type fuel cell stack using dead end operation is able to attain above 99% usage of hydrogen and oxygen. It is sectionalized to several parts and the residual reactants which are used previous parts would be supplied again to next parts which have less number of cells in dead end operation stack. The oversupply of reactants which is usually 120%~150% of the theoretical amount to generate current for preventing the flooding effect could be provided to each part except the last one. The final section which is called monitoring cells is supposed to be supplied insufficient the fuel or oxidant that would have some accumulated inert gas from former parts. It makes some voltage drop in the part and the fresh reactants must be supplied to the part for recovering it by venting the residual gas. So the usage of fuel and oxidant is depend on the time and frequency of opening valves for venting of residual gas and it is important to optimize the vent logic for achieving higher usage of hydrogen and oxygen. In this research, many experiments are performed to find optimal condition by evaluating the effect of time and frequency under several power conditions using over 100kW class fuel cell module. And the characteristics of the monitoring cells are studied to know the proper cell voltage which decide the condition of opening the vent valve for stable performance of the cascade type fuel cell module.

• 공업화학
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• 제18권6호
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• pp.575-579
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• 2007

하수슬러지의 처리문제가 대두되어지면서 많은 연구자들에 의해 슬러지 처리 기술이 연구되어지고 있다. 대표적으로 소각, 탄화, 열분해, 매립, 비료화 등의 방법이 있지만 이러한 모든 공정에는 80% 이상의 높은 함수율의 하수슬러지를 원재료로 사용하기에 어려움이 있어 건조공정이 요구되어진다. 본 연구는 선행 연구인 수치해석적 연구로 설계된 로타리 킬른형 건조로를 이용하여 운전변수로 킬른 체류시간, 건조로 부하, 건조로 온도를 각각 변화시켜 최적의 운전조건과 기술을 확립하는데 그 목적을 두고 있다. 변수별 연구에 의한 결과로 킬른 체류시간, 건조로 부하, 건조로 온도는 각각 $62.5kg/m^3{\cdot}hr$, 26.2 min, $330^{\circ}C$로 결정되었다. 이때 함수율 $10{\pm}2%$, 건조효율 88%, 무게감량 80%, 부피감량 60% 정도로 나타났고, 슬러지의 입경은 10 mm 이하로 배출되었다.

• 폴리머
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• 제38권6호
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• pp.809-814
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• 2014

전류 감응형 바이오센서에 응용하기 위해 전도성 고분자 마이크로튜브 어레이를 제작하였다. Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/poly(4-styrenesulfonic acid)(PEDOT/PSS) composite을 전도성 접착제로 하여 템플릿을 전극에 고정한 후 EDOT을 전기화학적으로 중합하였다. 마이크로튜브 어레이는 자체의 넓은 표면적으로 인해 감도 높은 바이오센서로 응용될 수 있으나, 주요 표적물질 중의 하나인 과산화수소에 대한 전기화학적 반응이 느렸다. 과산화수소 산화에 대한 감도를 향상시키기 위해 어레이 전극에 금을 도포하였다. 증착법과 전기화학적 석출법 두 가지 방법을 시도하여 금을 처리하였는데, 이렇게 처리한 전극은 모두 과산화수소에 대한 반응이 크게 향상되었다. 따라서 전도성 고분자 마이크로튜브 어레이에 금을 도포함으로써 과산화수소를 표적물질로 하는 감도 높은 바이오센서 제작이 가능할 것으로 기대된다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.329-335
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• 2020

재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권1호
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• pp.29-34
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• 2009

표면처리폐수 내 질산성 질소를 제거하기 위한 전기화학적 처리공정에서 전극간격, 환원제, 1단 처리수 반송, 타 물질과 동시 처리 등 네 가지 조건을 변화시키며 실험을 진행하였다. 실험 결과, 전극간격은 10 mm일 때 질산성 질소 제거효율이 높았으며 10 mm 보다 전극간격이 좁아질 경우 농도분극 현상의 증가로 인해 제거효율이 감소하며 10 mm 보다 넓어질 경우 전압이 상승하여 에너지 소모가 증가하였다. 환원제 영향에 대한 실험 결과, 질산성 질소가 환원되는 과정에서 수소가 소모되기 때문에 수소이온 농도가 높은 산성조건에서 더 원활한 환원반응이 이루어졌으며 아연을 1.2배 투입할 경우 질산성 질소와의 반응량이 증가하여 질산성 질소 제거효율이 증가하였다. 1단 처리수를 반송할 경우 난류가 형성되어 환원전극에 부착된 아연이 탈착되어 재 이용되고 내부 확산이 증가하여 농도분극현상이 감소함으로 인해 질산성 질소 제거효율이 증가하였으며 아연 투입량 감소 효과가 나타났다. 암모니아성 질소는 질산성 질소 제거에 영향을 미치지 않았고 폐수 내 염소성분이 충분할 경우 질산성 질소와 동시 처리에도 문제가 없는 것으로 나타났다. 중금속은 환원되는 과정에서 전자를 소모하여 질산성 질소 제거효율은 감소하지만 전류밀도 증가나 본 장치의 전단을 중금속 제거용으로 사용하는 방법 등으로 해결이 가능할 것으로 생각한다.

• 한국원자력학회:학술대회논문집
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• 한국원자력학회 2004년도 추계학술발표회 발표논문집
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• pp.719-720
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• 2004

A multi-megawatt long pulse ion source (LPIS) of neutral beam injector was developed for the KSTAR. Beam extraction experiments of the LPIS were carried out at the neutral beam test stand (NBTS). Design requirements for the ion source were 120 kV/65 A deuterium beam and a 300 s pulse length. A maximum ion density of $9.1310^{11}$ $cm^{-3}$ was measured by using electric probes, and an optimum arc efficiency of 0.46 A/kW was estimated with ion saturation current of the probes, arc power, and total beam area. An arcing problem, caused by the structural defect of decelerating grid supporter, in the third gap was solved by the blocking of backstream ion particles, originated from the plasma in the neutralizer duct, through the unnecessary spaces on the side of grid supporter. A maximum drain power of 1.5 MW (i.e. 70 kV/21 A) with hydrogen was measured for a pulse duration of 0.5 s. Optimum beam perveance was ranged from 0.75 to 0.85. An improved design of accelerator for the effective control of beam particle trajectory should provide higher beam perveance.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.731-734
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• 2009

KIER has been developed a compact and highly efficient fuel processor which is one of the key component of the residential PEM fuel cells system. The fuel processor uses methane steam reforming to convert natural gas to a mixture of water, hydrogen, carbon dioxide, carbon monoxide and unreacted methane. Then carbon monoxide is converted to carbon dioxide in water-gas-shift reactor and preferential oxidation reactor. A start-up time of the fuel processor is about 1h and CO concentration among the final product is maintained less than 5 vol. ppm. To achieve high thermal efficiency of 80% on a LHV basis, an optimal thermal network was designed. Internal heat exchange of the fuel processor is so efficient that the temperature of the reformed gas and the flue gas at the exit of the fuel processor remains less than $100^{\circ}C$. A compact design considering a mixing and distribution of the feed was applied to reduce the reactor volume. The current volume of the fuel processor is 17L with insulation.