• Proceedings of the Korean Institute of Industrial Safety Conference
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• 2003.10a
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• pp.196-201
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• 2003

대부분의 고체와 액체의 연소는 고체의 열분해에 의해 생성되는 가연성 기체나 액체의 증발에 의한 가연성증기가 공기중에 확산되는 형태의 확산연소이다. 이런 확산 연소에서 연소속도를 지배하는 요소는 연료와 산화제의 확산속도이며 고체와 액체 연료의 경우 기체상태의 열분해 생성물이나 증기의 생성속도가 연소속도에 영향을 미치는 요소가 된다. 이러한 형태의 연소에서 연료와 산화제의 공급상태에 따라 발열량 및 화염의 형태 등이 영향을 받게 된다. 화재에서 화재의 확대에 영향을 미치는 요소들 중에 화염의 높이와 복사열 에너지 등이 있다.(중략)

• Journal of the KSME
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• v.20 no.3
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• pp.171-175
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• 1980

증식로 system과는 대조적으로 태양 energy system은 대단히 많은 종류의 형태로 energy를 공급한다. 산림지역에서는 태양 energy는 목재와 같은 고체 연료형태로 생산되고 농업지역 에 서는 곡식에서 나오는 alcohol과 같은 야체연료, 비료나 퇴비로부터 얻어지는 methane과 같은 기체연료, 산악지방에서는 수력 발전 기상이 맑은 지방에서는 집광발전으로 거의 모든 곳에서 직접적인 열로서 얻을 수 있을 것이다. 또한 얻을 수 있는 태양 energy의 양과 종류는 지역적인 조건에 대단히 의존 될 수밖에 없다. 단 한가지의 태양 energy 생산 방식만으로는 모든 지역 에서 energy 생산 방식은 지역에 따라 각기 다르다. 그래서 전기만을 생산하는 증식로 방식에 비해 태양 energy 방식은 system의 고안에 전체적으로 복잡성을 포함하며 다양한 형태의 energy를 생산하게 될 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.51-59
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• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2003.10a
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• pp.90-90
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• 2003

한국항공우주연구원은 액체추진기관 시스템을 이용한 3단형과학로켓(이하 KSR-III)을 국내 최초로 개발하여 비행시험을 수행하였다. 액체추진기관 로켓의 비행시험을 위해서는 이전의 고체 추진기관을 이용한 과학로켓 1, 2와는 달리 비행시험 조건에 부합하게 액체추진제 및 가압제 등을 공급하는 지상설비가 필요하다. 이에 한국항공우주연구원은 독자적으로 비행시험에 필요한 제반 설비를 갖춘 발사장을 구축하였다. KSR-III는 압축 헬륨가스(GHe)를 이용하여 연료(Jet A-1)와 산화제(LOx)를 가압하여 추력을 얻는 액체추진기관 시스템이다. 따라서 발사장에서의 지상공급설비는 유공압 설비와 발사시나리오에 따라 해당 부품을 제어하고 자료를 저장하는 제어/계측 설비 및 기타설비들로 구성되어 있다. 지상공급설비 중 유공압 설비는 LOx의 저장 및 기체 내 산화제 탱크의 충전을 위한 산화제 공급설비, Jet A-1의 저장 및 기체 내 연료 탱크의 충전을 위한 연료 공급 설비, 지상설비용 밸브구동 및 기체 내부 퍼지 등에 필요한 질소($N_2$)를 저장/공급하는 설비, 기체내부 밸브 구동 및 가압제로 사용되는 기체헬륨(He)을 저장/공급하는 설비들로 구성되어 있다. 이러한 구축된 공급설비는 기능시험, 연계시험 등의 각종 입증시험을 통해 그 성능을 검증한 후 단인증모델(SQTM)을 이용하여 발사 시나리오에 따른 추진제 공급능력을 입증한 후 KSR-III의 비행시험을 성공적으로 수행하였다. 수행된 연구결과는 향후 건설되어질 우주센터내의 발사장 기반설비 설계의 기초 자료로 활용할 수 있을 것이다.

• Mineral and Industry
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• v.15 no.2
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• pp.35-47
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• 2002

석탄자원이 사용되는 분야는 에너지원료 분야(연료)와 석탄화학원료 분야(비연료)로 대별된다. 에너지원료분야는 석탄의 대표적 이용분야로서 직접 연료로 사용되거나 발전에 의한 전기에너지로 변환 이용되는 경우이고 석탄화학원료분야는 석탄을 하나의 화학물질로 취급하여 고체. 액체, 기체 형태로거 이용되는 경우로서 연료의 경우보다 이용될 수 있는 조건과 과정이 까다로우며 그 소비량도 연료의 경우보다는 소규모이다. 석탄자원을 비 연료분야로 이용할 때 , 즉 석탄을 하나의 원료소재로서 이용할 때의 이용가능 분야에 대하여 알아보자 석탄은 유기질의 고체이므로 석유와 마찬가지로 탄화수소원으로서 여러 가지 용도로 사용될 수 있다. 현재까지 연구개발 또는 공업화된 석탄이용계통을 종합하여 나타내면 그림 1과 같다. 그림 1은 석탄이용의 관련기술을 합친 여러 가지 분류법 중에서 고체 기체, 액체로서의 이용을 중심으로 체계화한 것이다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.11 no.4
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• pp.273-283
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• 2008

GDL(Gas Diffusion Layer) is one of the main components of PEM fuel cell. It transports reactants from the channel to the catalyst and removes reaction products from the catalyst to the channels in the flow filed plate. It is known that higher permeability of GDL can make it possible to enhance the gas transport through GDL, leading to better performance. And MEA's temperature is determined by gas and heat transport. In this paper, three dimensional numerical simulation of PEM fuel cell of parallel channel and serpentine channel by the permeability of GDL is presented to analysis heat and mass transfer characteristics using a FLUENT modified to include the electrochemical behavior. Results show that in the case of parallel channel, performance variation with change of permeability of GDL was not so much. This is thought because mass transfer is carried out by diffusion mechanism in parallel channel. Also, in the case of serpentine channel, higher GDL permeability resulted in better performance of PEM fuel cell because of convection flow though GDL. And mass transfer process is changed from convection to diffusion when the permeability becomes low.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.19 no.1
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• pp.9-17
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• 2015

The basic flow configuration is composed of a plane, double shear layer where relatively thin mid gas layer is sandwiched between air and fuel stream. The present study describes numerical investigations concerning the combustion enhancement according to a variation of mid layer thickness. In this case, the effect of heat release in turbulent mixing layers is important. For the numerical solution, a fully conservative unsteady $2^{nd}$ order time accurate sub-iteration method and $2^{nd}$ order TVD scheme are used with the finite volume method including k-${\omega}$ SST model. The results consists of three categories; single shear layer consists of fuel and air, inert gas sandwiched between fuel and air, cold fuel gas sandwiched between fuel and air. The numerical calculations has been carried out in case of 1, 2, 4 mm of mid layer thickness. The height of total gas stream is 4 cm. The combustion region is broadened in case of inert gas layer of 2, 4 mm thickness and cold fuel layer of 4 mm thickness compared with single shear layer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.92.2-92.2
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• 2011

고분자전해질 연료전지 (PEMFC)의 가격 결정 요인 중 막 전극 접합체 (MEA)가 차지하는 비중은 약 45%정도이며, 이것을 구성하는 주요 부품인 기체 확산층 (GDL)은 carbon paper나 carbon cloth 형태가 사용되고 있다. 그렇지만 GDL을 제조하는 공정은 매우 복잡하고, 그 가격이 너무 높은 단점이 있다. 본 연구에서는 카본블랙, 흑연 등의 탄소화합물과 polymer binder를 이용하여 단순화된 공정으로 GDL을 제조하였다. 또한, GDL의 물리적 특성이 전극 성능에 미치는 영향을 분석하기 위하여 표면 morphology, 접촉각 및 표면에너지, 전기전도도, 기체투과도, porosity, pore distrivution 등을 측정하였고, 각각의 GDL 표면에 동량의 Pt 촉매를 도포하여 MEA를 제작한 후 그 성능을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.45 no.1
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• pp.93-102
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• 2007

The objective of this study is to develop a 3D DMFC model for modeling gas evolution and flow patterns to design optimal flow field for gas management. The gas management on the anode side is an important issue in DMFC design and it greatly influences the performance of the fuel cell. The flow field is tightly related to gas management and distribution. Since experiment for the optimal design of various flow fields is difficult and expensive due to high bipolar plate cost, computational fluid dynamics (CFD) is implemented to solve the problem. A two-fluid model was developed for CFD based flow field design. The CFD analysis is used to visualize and to analyze the flow pattern and to reduce the number of experiments. Case studies of typical flow field designs such as serpentine, zigzag, parallel and semi-serpentine type illustrate applications of the model. This study presents simulation results of velocity, pressure, methanol mole fraction and gas content distribution. The suggested model is verified to be useful for the optimal flow field design.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
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• v.21 no.1
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• pp.17-25
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• 2017

An experimental study was performed for the combustion-field visualization of the burner which burns the liquid hydrocarbon fuel atomized by an ultrasonic oscillator. Configurations of the flame and temperature gradient were caught by both high-speed camera and thermo-graphic camera, and those images were analyzed in detail through a post-processing. In addition, the fuel consumption was measured using the balance during the combustion reaction. As a result, the consumption of atomized fuel increased with the increasing flow-rate of carrier-gas, but any correlation between the air/fuel ratio and carrier-gas flow-rate was not found at the low flow-rate condition. Also, the combustion-field grew and reaction-temperature rose due to the strengthening of combustion reaction with the increasing flow-rate of carrier-gas and power consumption of ultrasonic oscillator.