• 제목/요약/키워드: 기체수소

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화학증착법으로 제조한 실리카/알루미나 복합막의 기체분리특성과 stability에 관한 연구

  • 김성일;하홍용;남석우;홍성안;김인원
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1997.04b
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    • pp.27-28
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    • 1997
  • 최근 들어 분리공정의 발달과 산업의 고도화에 따라 기체 및 액체분리의 중요성이 강조되면서 열적, 화학적 그리고 기계적 안정성이 좋으며, 수명이 길고, 세척과 재생이 용이하며, 미생물에 의한 손상이 없는 무기막에 대한 연구가 진행중이다. 무기막은 기공의 크기에 따라 크게 다공성 막과 비다공성 막의 두 종류로 구분된다. 비다공성 금속막은 특정 기체에만 투과성을 가지며, 이때 기체는 용해-확산(solution-diffusion)기구에 의해 금속막을 투과하므로 특정기체에 대한 선택도는 매우 크나 투과도가 매우 작고 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 다공성 막은 기체 투과율이 큰 반면 기체 선택도가 작은 단점을 가지고 있다. 현재 기체분리에 사용되고 있는 무기막은 기공크기가 40${\AA}$ 이상으로 기체 분리가 Kundsen diffusion에 의해 이루어지므로, 기체 투과도는 큰 반면에 기체에 대한 선택도는 그리 크지 않다. 따라서 최근 들어서는 다공성 담체에 기공이 작은 ($d_{pore}<20{\AA}$)박막을 담지시켜 기체의 분리 선택도를 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 유기금속 화학증착법(metal-organic chemical vapor deposition:MOCVD)을 이용하여 수소 선택성을 가지는 $SiO_2/Al_2O_3$ 복합막을 비율별로 제조하여 증착속도를 알아보고, 열과 수분에 노출시켜 박막의 기체투과도 변화를 살펴보았다.

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Numerical Analysis on the Autoignition of Hydrogen/Air Mixture Near a Hot Surface (고온벽면에 의한 수소-공기 예혼합기체의 자연발화에 관한 수치적 해석)

  • 박은성;백승욱
    • Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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    • v.16 no.1
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    • pp.70-76
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    • 1992
  • Ignition of hydrogen-air premixed gas in the vicinity of a hot surface has been investigated. Especially multistep reaction model was compared with a single reaction model. It was found that the multistep model with 48 step elementary chemical reactions produced a phenomenologically reasonable trend in ignition delays. The ignition d(2lays increase as the mixture becomes either fuel-rich or fuel-lean with a minimum near the stoichiometric value. The minimum surface temperature has been deduced by extrapolating predicted ignition delays. It was in quite good agreement with the experimental data.

Experimental Study on the SPE Water Electrolysis in KIER (KIER 실험용 SPE 수전해장치의 실험결과 및 고찰)

  • 김정덕;심규성;명광식;김종원
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.143-148
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    • 2002
  • SPE(solid polymer electrolyte) 수전해법은 고체고분자전해질 막(membrane)을 전해질로 사용하는 방법으로서 이 전해질 막은 알칼리 수전해에서의 KOH전해질과 격리막을 합쳐놓은 것과 같은 역할을 수행한다. SPE 수전해는 양극(anode)에서 촉매 전극에 의해 물로부터 산소기체(O$_2$)와 수소이온(H$^{+}$)이 발생되며 수소이온(H$^{+}$)은 다량의 물($H_2O$)분자와 함께 고체고분자전해질 막을 통하여 음극으로 이동하여 외부회로를 통해 도달한 전자(e)와 음극(cathode)에서 만나 수소기체(H$_2$)를 발생시키는 방법이다.(중략)

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Visible Light Spectrum of H2 Plasma Generated a Commercial Electric Power in the Parallel Plate Reactor (상용전원 평행판전극 방전장치에서 수소플라스마의 가시광선스펙트럼)

  • Choi, Woon Sang;Ji, Taek Sang;Kang, Sung Soo
    • Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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    • v.4 no.1
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    • pp.15-20
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    • 1999
  • Visible light spectrum emitted from $H_2$ plasma in the parallel plate reactor using a commercial electric power are investigated by optical emission spectroscopy. Intensity of visible light is measured as a function of $H_2$ pressure and discharging power, and the intensity is compared with plasma density measured with the probe. As a result, the intensity is affected by plasma density and the plasma density is controlled the $H_2$ pressure and the discharging power.

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가수분해반응을 이용한 수소분리용 무기재료막 제조

  • 윤건영;소재현;양승만;조일현;박승빈
    • Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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    • 1995.10a
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    • pp.47-48
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    • 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.

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가열탈기체가 확산에 미치는 영향에 대한 수치해석

  • Choe, Ho-Seon;Ha, Tae-Gyun
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2016.02a
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    • pp.119.2-119.2
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    • 2016
  • 가열탈기체 처리하면 표면의 물 분자를 빠르게 탈리시켜 단시간에 배기하는 동시에 진공용기 재료 내부의 수소 확산속도를 가속하므로 처리 후 수소 기체방출도 현저하게 낮출 수 있다. 가열탈기체 후의 진공계에서는 물 분자는 일부만 남고 진공용기 재료 내부에서 확산 되어 나온 수소가 잔류가스의 대부분이 된다. 이러한 가열탈기체 처리의 효과에 대해서는 익히 알려져 있으나 정량적으로 예측하기는 쉽지 않았다. 본 연구에서는 가열탈기체 조건이 수소 확산에 미치는 영향에 초점을 맞추어, 진공용기의 재료 및 두께에 따라 목표 진공도에 도달하기 위한 가열탈기체 처리 온도와 시간의 최적 조합을 수치 해석적으로 계산하고 비교하였다.

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핵융합 기술개발을 위한 삼중수소 전이반응실험

  • 정홍석;이한수;안도희;강희석;백승우;이성호;성기웅;나정원;김광락
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1995.05a
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    • pp.951-955
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    • 1995
  • 핵융합반응에 삼중수소는 필수연료이다. 삼중수소의 전이반응에 효율적인 고분자촉매를 합성제조하여 반응탑에서 전이반응실험을 수행하였다. 고분자촉매는 삼중수소 전이반응에 유용한 활성을 나타냄이 확인되었고, 기체유속 및 반응온도가 증가함에 따라 전이반응은 촉진되는 것이 밝혀졌다.

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Study on the Critical Nozzle Flow of Hydrogen Gas with Real Gas Effects (실제기체 효과를 고려한 수소기체의 임계노즐 유동에 관한 연구)

  • Kim, Jae-Hyung;Kim, Heuy-Dong
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2007.05b
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    • pp.3003-3008
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    • 2007
  • Critical nozzle has been frequently employed to measure the flow rate of various gases, but hydrogen gas, especially being at high-pressure condition, was not nearly dealt with the critical nozzle due to treatment danger. According to a few experimental data obtained recently, it was reported that the discharge coefficient of hydrogen gas through the critical nozzle exceeds unity in a specific range of Reynolds number. No detailed explanation on such an unreasonable value was made, but it was vaguely inferred as real gas effects. For the purpose of practical use of high-pressure hydrogen gas, systematic research is required to clarify the critical nozzle flow of high-pressure hydrogen gas. In the present study, a computational fluid dynamics(CFD) method has been applied to predict the critical nozzle flow of high-pressure hydrogen gas. Redlich-Kwong equation of state that take account for the forces and volume of molecules of hydrogen gas were incorporated into the axisymmetric, compressible Navier-Stokes equations. A fully implicit finite volume scheme was used to numerically solve the governing equations. The computational results were validated with some experimental data available. The results show that the coefficient of discharge coefficient is mainly influenced by the compressibility factor and the specific heat ratio, which appear more remarkable as the inlet total pressure of hydrogen gas increases.

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Output characteristics of a continuous wave deuterium fluoride chemical laser (연속발진 불화중수소 화학 레이저 출력특성)

  • 이정환;박병서;김재기
    • Korean Journal of Optics and Photonics
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    • v.13 no.1
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    • pp.65-69
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    • 2002
  • A continuous wave deuterium fluoride (DF) chemical laser was designed and manufactured, and we have achieved DF laser beam generation with the maximum output power of 101 W. The gain medium is vibration-rotationally excited DF molecules produced by F+D$_2$ cold reaction through supersonic diffusion mixing in an optical cavity. F atoms are produced in a combustor by F$_2$+ H$_2$ reaction and injected into the cavity through a supersonic nozzle. The optimal chemical efficiency was measured to be 5.12% and specific power to be 96.5 J/g.

Plasma Facing Material 흡착기체의 정량적 분석을 위한 Thermal Desorption Analyzer (TDA) 개념 설계

  • Kim, Hui-Su;On, Yeon-Gil;Lee, Seok-Gwan;Choe, Min-Sik;No, Seung-Jeong;Gwon, Jin-Jung;Park, Jun-Gyu;Lee, Cheol-Ui
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.513-513
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    • 2012
  • 핵 융합로의 대면재질(Plasma Facing Material; PFM)은 고온의 플라즈마와 고 에너지의 이온들에 지속적으로 노출 된다. 특히 PFM은 흡착되는 기체 등에 의한 부식과 변형이 발생할 수 있다. 현재 핵 융합로 내부의 PFM으로 고려되고 있는 재질 중 하나인 고순도 탄소타일의 경우 고온의 수소동위원소 플라즈마에 직접적으로 노출되므로 이에 의한 탄소타일에 흡착되는 수소 등의 기체에 대한 정량적인 분석방법이 필요하다. 본 연구는 고순도 탄소타일 등과 같은 플라즈마 대면재료에 흡착되어 있는 물질의 정량적 분석이 가능한 TDA (Thermal Desorption Analyzer)의 개념 설계에 관한 것이다. TDA는 고온 가열($800^{\circ}C$ 이상) 및 시료 장착부 및 초고진공(~10-9 torr) 및 측정부의 두 부분으로 구성 하였다. TDA 설계시 고온 가열 및 시료 장착부는 시료 내부에 흡착되어 있는 기체의 효과적 탈착을 위한 가열 및 시료의 모양에 영향을 받지 않는 장착방법, 시료 장착부의 outgassing rate를 최소화 하는 재질 선정 등을 고려하였으며, 초고진공(~10-9 torr) 및 측정부는 초고진공 유지방법, 터보펌프 배기속도 실측을 위한 구조, 진공측정 ion 게이지, 잔류가스분석기(Residual Gas Analyzer)의 최적위치 설정 등을 고려하여 설계하였다. 개념 설계된 TDA에 대하여 발표하고자 한다.

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