• 제목/요약/키워드: 기체 확산층

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다층복합재료의 열확산계수를 섬광법으로 측정하기 위한 해석 (Analysis for Measuring the Thermal Diffusivity of Multilayered Composites in Flash Method)

  • ;이관수;이흥주
    • 대한기계학회논문집
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    • 제7권4호
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    • pp.477-482
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    • 1983
  • 섬광법의 응용범위를 증대하기 위하여 시편 저, 후면에서 복사와 대류 열손실이 있고, 전면에 임 의 열원이 가해지는 3층 복합재료의 열확산 방정식을 Green 함수를 도입하여 해석하였다. 본 해 석결과는 고체 재료를 1층 재료로 표면처리를 실시한 얇은 층 또는 코오팅 재료를 2층재료로, 용 기내에 들어있는 액체나 기체를 3층 재료로 하여 저온으로부터 고온에 이르기까지 광범위한 온 도에 걸쳐 열확산 계수를 구하는데 응용될 수 있다.

CFD 해석을 이용한 PEMFC 용 기체확산층의 특성평가 (The Characteristics Evaluation of the Gas Diffusion Layer for a PEM Fuel Cell by Computational Fluid Dynamics)

  • 김병희;최종필;전병희
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2005년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.207-210
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    • 2005
  • In this paper, a two-dimensional cross-channel model was applied to investigate influence of the gas diffusion layer(GDL) property and flow field geometry in the anode side for proton exchange membrane fuel cell(PEMFC). The GDL is made of a porous material such as carbon cloth, carbon paper, or metal wire mesh. To the simplicity, the GDL is represented as a block of material containing numerous pathways through which gaseous reactants and liquid water can pass. The purpose of present work was to study the effect of the GDL thickness and the porosity, and flow field geometry by computational fluid dynamics(CFD)

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Cu 금속배선을 위한 카본-질소-텅스텐 확산방지막 특성 (Characteristics of W-C-N Thin Diffusion Barrier for Cu Interconnection)

  • 이창우
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제12권4호통권37호
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    • pp.345-349
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    • 2005
  • 300 mW-cm의 낮은 비저항을 갖는 카본-질소$\_$텅스텐 (W-C-N) 확산방지막을 원자층 증착법으로 제조하였으며, 반응기체로 $WF_6-N_2-CH_4$를 사용하였다. $N_2$$CH_4$ 반응기체를 주입 할 때는 고주파 펄스를 인가하여 플라즈마에 의한 반응물의 분리가 일어나도록 하였다. 다층금속배선에 사용하는 층간 절연층 (TEOS) 위에서 W-C-N 박막은 원자층 증착기구를 따르며, 10에서 100 사이클 동안 증착율이 0.2nm/cycles 로 일정한 값을 가진다. 또한 Cu 배선을 위한 확산방지막으로써 W-C-N 박막은 비정질 상을 가지며, $800^{\circ}C$에서 30분간 열처리해도 Cu의 확산을 충분히 방지할 수 있음을 확인하였다.

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화학증착법에 의한 구상 $ZrO_2$ 에 열분해탄소와 탄화규소의 다층 코팅 (Multilayer coating of PyC and SiC on $ZrO_2$ spheres by the CVD Process)

  • 박지연;김정일;김원주;류우석;이영우;장종화
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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    • pp.119-119
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    • 2003
  • 탄화규소나 열분해 탄소는 고온 특성 및 화학적인 안정성 이 우수하여 단미 혹은 코팅재로로 소재의 성능을 향상시키기 위하여 에너지 관련 분야, 반도체 치구 분야, 방위산업 및 항공우주 분야와 원자력 분야에서 다양하게 사용된다. 특히 원자력 분야에서는 고온형 원자로의 노심 요소 부품으로 적용 및 개발을 고려하고 있으며, 대표적인 예로 수소생산용 초고온 가스냉각로의 코팅 핵연료 입자를 들 수 있다. 일반적으로 TRISO라 불리는 가스냉각로 핵연료는 구형 $UO_2$ kemel의 주변을 PyC-SiC -PyC의 삼중 코팅층으로 둘러싸는 구조를 하고 있으며, 이 코팅층들은 kernel물질이 분열하는 동안 발생되는 내부 기체 압력을 견디는 압력용기 역할과 기체나 금속 핵분열 생성물들을 가두는 확산 장벽 역할을 하게 된다. 본 연구에서는 구형의 $UO_2$대신 선행연구를 위하여 구형 ZrO$_2$를 이용하여 증착온도나 시간 및 입력기체비 등의 화학증착 변수로 조절하여 SiC 및 PyC을 코팅하고, 각 변수들에 의한 증착층의 거동을 고찰하고자 하였다.

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고분자전해질 연료전지 체결조건에서 기체확산층의 특성변화 및 물거동 확인 (Property changes of GDLs and water behaviors in PEFCs)

  • 박구곤;임남윤;안은진;박진수;윤영기;이원용;임태원;김창수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.313-315
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    • 2006
  • Proper water management is important to achieve high performance and durability of Polymer electrolyte fuel cell (PEFC). Among various stack components, gas diffusion layer (GDL) is considered as a core part to determine the gas and water transportation in a cell. To optimize the water management, the changes of properties as well as basic properties of GDLs were investigated before and after clamping of colls. Thickness, electric conductivity, porosity, hydroppobicity etc. were characterized by the same criteria. The amount of residual water after cell operation also was compared by direct measuring of weight. Based on the amount of residual water the endurance on the freeze condition was evaluated.

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고분자 연료전지의 다공성층 내에서의 액상수분 이동에 관한 공극-네트워크 해석 연구 (Pore-network Study of Liquid Water Transport through Multiple Gas Diffusion Medium in PEMFCs)

  • 강정호;이상건;남진현;김찬중
    • 한국전산유체공학회:학술대회논문집
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    • 한국전산유체공학회 2011년 춘계학술대회논문집
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    • pp.46-53
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    • 2011
  • Water is continuously produced in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), and is transported and exhausted through polymer electrolyte membrane (PEM), catalyst layer (CL), microporous layer (MPL), and gas diffusion layer (GDL). The low operation temperatures of PEMFC lead to the condensation of water, and the condensed water hinders the transport of reactants in porous layers (MPL and GDL). Thus, water flooding is currently one of hot issues that should be solved to achieve higher performance of PEMFC. This research aims to study liquid water transport in porous layers of PEMFC by using pore-network model, while the microscale pore structure and hydrophilic/hydrophobic surface properties of GDL and MPL were fully considered.

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고분자 전해질 연료전지 가스확산층의 압축상태 평면 기체투과율 측정 (Measurement of In-plane Gas Permeability of Gas Diffusion Layers in Proton Exchange Membrane Fuel Cells under Compressive Strain)

  • 오창준;이용택
    • 설비공학논문집
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    • 제28권9호
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    • pp.367-372
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    • 2016
  • Gas diffusion layer (GDL) of PEMFCs plays a role that it diffuses the reactant gases to the catalyst layer on the membrane and discharge water from the catalyst layer to the channel. Physical parameters related to the mass transport of GDL are mostly from the uncompressed GDLs while actual GDLs in the assembled stacks are compressed. In this study, the relation of compression and strain of GDLs with various Polytetrafluoroethylene (PTFE) loading is measured experimentally and In-plane gas permeability is measured at the condition that the GDLs are in compressive strain. The gas permeability decreased with the loading of PTFE and the presentation of gas permeability under compressive stain is expected to improve the accuracy of modeling work of mass transport in the GDL.

작동 조건에 따른 고온 고분자 전해질 연료전지의 성능 변화에 대한 전산해석 연구 (Numerical Study of Effects of Operating Conditions on the Performance of High Temperature PEMFC)

  • 김경연;손영준;김민진;양태현
    • 전기화학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.283-289
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    • 2010
  • 2차원 전산 해석 모델을 사용하여 고온 고분자 전해질 연료전지의 전산해석을 수행하였다. 해석 모델은 기존의 실험데이터와의 비교를 통해 검증하였으며, 다양한 작동 조건이 연료전지의 성능에 미치는 영향을 파악하기 위해 일련의 전산해석을 수행하였다. 본 전산해석의 결과를 통해 교환전류밀도, 이온전도도, 공급유량 및 작동압력이 증가할수록 연료전지의 성능이 향상됨을 확인하였다. 또한, 기체 확산층의 기공율이 높을수록 기체의 확산이 향상되어 연료전지의 성능이 향상되었으며, 양극 기체 확산층의 기공율에 의한 효과가 음극에 비해 더 두드러지게 나타났다.

미세다공층의 침투깊이가 다른 기체확산층이 고분자전해질 연료전지의 성능과 내구성에 미치는 영향에 관한 연구 (Study on Performance and Durability of the Proton Exchange Membrane Fuel Cell with Different Micro Porous Layer Penetration Thickness)

  • 조준현;박재만;오환영;민경덕;정지영;이은숙
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.81.2-81.2
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    • 2011
  • The gas diffusion layer (GDL) consists of two main parts, the GDL backing layer, called as a substrate and the micro porous layer (MPL) coated on the GDBL. In this process, carbon particles of MPL penetrates to the GDBL consequently forms MPL penetration part. In this study, the micro porous layer (MPL) penetration thickness is determined as a design parameter of the GDL which affect pore size distribution profile through the GDL inducing different mass transfer characteristics. The pore size distribution and water permeability characteristics of the GDL are investigated and the cell performance is evaluated under fully/low humidification conditions. Transient response and voltage instability are also studied. In addition, to determine the effects of MPL penetration on the degradation, the carbon corrosion stress test is conducted. The GDL that have deep MPL penetration thickness shows better performance in high current density region because of enhanced water management, however, loss of penetrated MPL parts is shown after aging and it induces worse water management characteristics.

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화학적 기상 반응에 의한 탄화규소 피복 흑연의 시뮬레이션(Ⅰ) (Simulation of Silicon Carbide Converted Graphite by Chemical Vapor Reaction (Ⅰ))

  • 이준성;최성철
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.846-852
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    • 2001
  • 2차원적 몬테 칼로 시뮬레이션을 사용하여, 화학적 기상 반응법에 의한 탄화규소 전환층의 생성에 미치는 온도의 영향을 조사하였다. 화학적 기상 반응법은 실리카의 열탄화 환원법에 근거하며, 흑연 기판의 탄소와 실리카 반응기체와의 화학적 반응에 의하여 탄화규소 전환층을 형성하는 방법이다. 탄화규소는 반응기체의 확산 및 반응과 같은 열적활성화 과정을 통하여 생성되기 때문에 탄화규소 전환층의 형성은 온도에 크게 의존함을 알 수 있다. 본 연구에서는 몬테 칼로법을 사용하여 삼각격자로 배열된 2차원적인 계에서 흑연 기판의 미세 기공을 따라 확산된 반응기체와 탄소와의 반응에 의해서 탄화규소가 형성되는 과정을 시뮬레이션을 행하였다. 반응 온도를 1900K, 2000K, 2100K, 2200K로 조건을 달리하여 시뮬레이션 하였으며, 그 계산 결과를 실험 결과와 비교하여 재현성을 검토하고 탄화규소 전환층의 두께와 화학적 조성 구배에 대한 반응 온도의 영향을 검증하기 위한 것이다.

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