• 제목/요약/키워드: 부동액

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고분자전해질연료전지의 냉각수 누설에 대한 연구 (Coolant Leak Effect on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 송현도;강정탁;김준범
    • 전기화학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.301-305
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    • 2007
  • 연료전지 운전 중에 스택(stack) 분리판 접착부위나 다른 경로로 부동액이 누설될 경우에는 화학적 반응에 영향을 주어 성능의 저하가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 부동액이 누설되었을 경우의 성능 거동을 관찰하는 실험을 수행하였다. $400mA/cm^2$ 전류밀도 조건에서 마이크로 펌프를 이용하여 부동액을 주입하였으며 상대습도 100%/100%와 수소와 공기의 양론비는 1.5/2.0으로 고정하여 실험을 수행하였다. 3 cell stack을 이용하여 부동액을 주입한 후 정전류 회복 실험을 수행한 결과 cathode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되었고 anode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되기 어려운 것으로 나타났다. Anode측이 회복되지 못하는 이유로는 ethylene glycol의 산화반응에서 발생하는 불순물에 의한 피독 현상과 GDL과 3상 계면에 ethylene glycol이 물리적으로 흡착하였을 경우 반응에 필요한 연료 공급의 방해로 인한 성능 저하를 예상할 수 있다. 성능 저하에 영향을 주는 두 가지 변수를 확인하는 실험을 수행하였다. 회복 실험은 anode측에 water pump를 이용하여 질소 기체와 물을 동시에 공급하는 방법으로 실험을 수행하였고, 1시간 간격으로 성능 회복 유무를 확인하였다. 성능 평가는 polarization curve, cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance spectroscopy(EIS)를 사용하였으며, 정량분석은 gas chromatography를 이용하여 분석하였다. 부동액 주입 후 성능은 크게 저하되었고 정전류 회복 실험에서도 성능 회복은 미미하게 나타났다. 이 후 물 주입회복 실험을 수행하였고 회복 실험을 수행한 2시간 이후에는 93% 이상의 회복을 관찰할 수 있었다.

상용부동액 종류에 따른 자동차 배출가스의 실험적 연구 (According to the type of commercial antifreeze experimental study of vehicle emissions)

  • 홍성인
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제15권6호
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    • pp.4002-4006
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    • 2014
  • 자동차 배출가스는 자동차에 의해 발생되는 일산화탄소, 탄화수소, 납 외에 사람의 건강 또는 생활 환경에 피해를 일으킬 염려가 있는 물질을 말한다. 배출가스를 감소시키기 위해서 다양한 기술을 개발하는 것도 중요하지만 현재 사용되어 지고 있는 요소를 분석하여 최적의 상태를 찾는 것도 중요한 사항이라 여겨진다. 본 연구는 냉각수에 함유되는 부동액이 배출가스에 영향을 미칠 수 있음에 착안하여 현재 국내에서 시판되고 있는 5개 회사제품의 부동액을 권고 수준의 양을 냉각수에 함유시켜 HC, NOx, $CO_2$ 배출량을 측정하고 배출가스에 미치는 영향을 파악하고자 하였다. 또한, 5개회사 부동액 제품에 대하여 냉각팬 구동시간과 NOx 배출량과의 상관관계를 살펴보고자 하였다. 엔진오일의 온도는 자동차 검사 규격에 맞도록 $90{\sim}93^{\circ}C$에 맞추었고, 수동기어를 사용하는 소형승용차의 검사 규격 속도 $40{\pm}2Km/h$에서 수행하였다. 실험결과 D사 부동액이 팬 작동시간이 가장 짧고, $CO_2$, NOx 배출량이 가장 적게 나타났다.

부동액 함유량과 냉각수 종류에 따른 자동차 엔진 성능분석 (Automotive Engine Performance Analysis of antifreeze content and water type)

  • 홍성인
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권3호
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    • pp.1594-1599
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    • 2015
  • 세계 자동차 산업은 지난 100여년간의 내연기관의 시대에서 환경, 에너지 그리고 IT기술들이 접목된 친환경, 첨단자동차의 시대로 변모해가고 있다. 지금까지 자동차의 연구는 새로운 기술에 대한 연구 및 개발에 주력해 왔다. 자동차의 새로운 기술개발도 중요한 사항이지만, 최첨단 기술이 적용된 자동차 이전에 이미 사용되어지고 있는 자동차의 성능 및 환경개선 문제도 중요한 시점이 되었다. 새로운 기술개발 뿐 만아니라 기존의 기술에 대한 효과적인 적용 또한 중요한 사항이다. 부동액 기술 또한 자동차 기술의 중요한 부분이다. 본 연구는 부동액의 효과적인 적용을 위하여 자동차 엔진 냉각수에 함유된 부동액의 함유량과 냉각수의 종류(수돗물, 증류수, 지하수)에 따라 자동차 엔진 온도와 성능에 미치는 영향을 파악하고 원인을 규명하는 실험적 연구이다. 냉각수의 어는점 -10, -20, -30, -40, $-50^{\circ}C$에서 다이나모 성능시험과 수치해석을 실시하였다. 냉각수(증류수) 어는점 $-10^{\circ}C$에서 측정 기준점에서 최고 성능 71.112, 99.622hp를 나타냈다.

Non-amine계 부식방지제를 포함하는 자동차용 부동액의 구리 부식성 평가 (Evaluation of Corrosivity of Antifreeze for Automobiles Containing Non-amine Type Corrosion Inhibitors for Copper)

  • 소순영;전용진;박인하;한상미;장희진
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권2호
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    • pp.619-626
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    • 2020
  • 환경 보호까지 고려한 Non-amine계 부식 방지제를 포함하는 새로운 부동액 개발이 주요한 이슈가 되고 있다. 본 연구에서는 Non-amine계 부식 방지제 4종을 합성하고 이를 이용하여 새로운 자동차용 부동액 5종을 제조하여 무게 변화량, 표면 관찰, 거칠기 측정, 용액 중 구리 용출량 측정을 통해 구리의 부식 속도를 평가하였다. 평가 결과 부동액 5종중에서 Sample 4가 유도결합 플라즈마 광도계로 측정하였을 때 구리의 용출량이 적고 용출 속도가 매우 느렸다. Sample 4는 시험 후 금속 표면이 매끄러운 편이나 표면에 작은 국부 부식이 관찰됨에 따라 표면에 부식 생성물 층을 고르게 형성한 것으로 보여 구리의 부동태화에 따른 부식 억제 효과가 있으므로 가장 양호한 부식방지 성능을 보였다. Sample 4에 첨가된 주요 부식방지제는 1-Aminomethyl(N',N'-di(2-hydroxyethyl) benzotrazole로, 이 부식 억제 성분은 국부부식은 상대적으로 높으나 부동태화가 진행된 Sample 5에도 일정 함량 포함되었다. 따라서 본 연구에서 사용한 4종의 부식 방지제 중 1-Aminomethyl(N',N'-di(2-hydroxyethyl)benzotrazole이 가장 부식 억제 효과가 높았다. 이는 상기의 부식 방지제가 부동액상에서 구리의 부동태화를 촉진함으로써 부식을 방지하는 것으로 판단된다.