• 한국전산구조공학회논문집
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• 제35권5호
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• pp.299-308
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• 2022

본 논문은 슬로싱 상태에 놓인 포화 상태 액체수소탱크에서 열 유속 및 BOG(Boil-off gas)의 경향을 다루고 있다. 특히, 액체-기체간의 침투 및 혼합에 의한 열 교환에 관심을 두었다. 먼저, VOF(Volume of fluid)와 Eulerian 기반의 다상 유동모델로 모형 슬로싱 실험을 모사하여 압력을 예측하고 계측된 값과 비교하였다. 자유 수면 및 충격 압력 실험 결과와 해석 결과를 비교하였으며, 유체의 속도 예측에서 정확할 수 있음을 간접적으로 증명하였다. 그리고 2차원의 Type-C 원통형 수소탱크를 대상으로 다상열유동해석을 수행하였다. 이때 포화상태에 놓인 액체 및 기체수소를 가정하고, 해석을 통해 각 상간의 혼합에 의한 열 교환의 수준을 확인하고자 하였다. 단, 상간의 열 교환만을 관심으로 두고 있었으므로 질량전달 및 기화모델은 해석에서 제외하였다. 최종적으로 상의 혼합으로 인해 액체수소로 유입되는 열 유속의 기여도에 대하여 정리하였다. 또한 액체수소로 유입되는 열 유속과 집중 질량 기반의 간이식을 통해 BOG 발생량 및 경향을 예측하고 분석하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권4호
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• pp.802-812
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• 2016

실리콘 폼은 고성능 가스켓, 열 차폐, 진동 마운트 및 Enter 키 패드로 많은 산업 분야에서 난연성 소재로서 매우 유용하다. 실리콘 발포체는 실온에서 백금 촉매 및 무기필러 존재하에서 비닐기를 함유한 폴리실록산 (V-silicone) 및 수산기를 함유한 폴리실록산 (OH-silicone)과 하이드라이드를 함유한 폴리실록산 (H-silicone)의 수소와의 수소축합반응의해 가교와 발포를 동시에 일으켜 제조하였다. 이러한 방법은 종래의 발포와 경화를 각각 실시한 공정보다 매우 편리한 방법이다. 이 실험에 사용 된 기능성 실리콘수지들은 1.0 meq/g의 vinyl기를 가진 점도 20 Pa-s의 V-silicone과 0.4 meq/g의 수산기를 가진 점도 50 Pa-s의 OH-silicone 및 7.5 meq/g의 하이드라이드기를 함유한 점도 0.06 Pa.s.의 H-silicone으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 실리콘의 종류 및 함량, 촉매, 충전제 등의 변화에 따른 실리콘수지 발포체의 구조 및 기계적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 백금 촉매는 실리콘 수지에 대하여 0.5 wt%이면 충분하였다. 낮은 점도의 OH-silicone의 첨가는 초기 발포 속도를 높이며 발포체 밀도는 감소시키지만, 낮은 점도의 V-silicone의 첨가는, 인장 강도뿐만 아니라 신율도 감소시킨다. SF-3 조건에서 얻은 실리콘수지 발포체의 밀도, 인장강도 및 신율을 각각 $0.58g/cm^3$, $3.51kg_f/cm^2$ 및 176 %를 얻을 수 있었다. 본 발포 시스템에서의 알루미나 충전재 역시 실리콘수지 발포체의 기계적 특성을 향상시키는 중요한 역할을 하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.239-243
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• 2019

본 연구에서는 Anthraquinone-2,7-disulfonic acid (2,7-AQDS)와 Tiron을 수계 레독스 흐름 전지 음극 및 양극 활물질로 사용하며 기존의 황산 전해질 대신 중성인 염화암모늄 ($NH_4Cl$)을 전해질로 도입하였다. 이렇게 전해질을 변경함으로써, 황산 전해질의 낮은 셀 전압(0.76 V)을 1.01 V까지 향상시킬수 있다. 성능 최적화를 위해 염화암모늄 전해질에 0.1 M로 활물질 농도를 맞춰 컷-오프 전압에 변화를 주며 완전지셀 성능을 평가하였다. 0.2~1.6 V 구간의 컷-오프 전압으로 $40mA/cm^2$ 하에서 20 사이클 동안 완전지셀을 테스트한 결과, 충전 동안 수소가 발생하였다. 이에 컷-오프 전압 조절로 충전 전압을 낮춰서 수소 발생을 제한하고자 0.2~1.2 V 구간으로 $40mA/cm^2$ 하에서 완전지셀 테스트를 진행하였다. 수소 발생은 없었으며, 전류 효율 99%, 방전 용량 3.3 Ah/L의 성능을 보였다.

• 대한설비공학회지:설비저널
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• 제30권4호
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• pp.56-60
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• 2001

경험에 의하면 앞에서 언급한 장비의 사용, 규율, 규제된 용제의 사용, 기름 페인트 사용의 억제, 그리고 엄격한 페인트 과정을 따르는 것에 의해 잠수함내의 탄화수소 농도를 100만분의 1 또는 2 수준으로 유지할 수 있다. 예방책으로는 세심한 관찰, 선체내로 들여오는 모든 물질의 기록 그리고 규제된 물질의 사용 시간, 장소 및 양의 제어이다. 이러한 점들은 잠수함 내부를 안전하고 건강한 환경으로 설계하기 위하여 활용될 수 있는 자료들이다. 잠수함 내의 공기질은 적외선 분광 광도계, 질량 분광계, 상자성(paramagnetics), 열전도율, 광이온화 그리고 열량 검사에 의해 분석될 수 있다. 분석된 결과는 과거의 데이터와 비교되어 활성탄충의 교체등을 포함하여 유지 관리의 자료로 활용된다. 이러한 원리를 이용한 다양한 계측기가 선체 내의 대기 상태를 분석하기 위하여 사용된다. 중앙 대기 측정기, 추적 가스 분석기, 수소 탐지기, 이동형 대기 모니터, 이동형 산소 분석기, 탄광 안전 지시계, 열량 분석관, 탐지 펌프 시험기가 사용된다. 이러한 계측기는 잠수 전 또는 후에 사용된다. 계측기는 화재 발생시 영향을 받지 않은 공간 또는 냉매가 충전되는 장소에 사용된다. 오늘날 여러 종류의 특별한 잠수함이 존재한다. 정찰 업무를 통해 세계 평화를 유지하고 특별한 임무를 수행하는 것보다 덜 복잡한 목적을 지닌 잠수함도 있다. 그러나 선원들이 안전한 내부 환경 속에서 바다 속을 항해하고 계속 그 응용 범위를 확장하기 위하여 앞에서 언급한 장비들 또는 그 변형들이 사용되어야 한다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권4호
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• pp.319-325
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• 2004

무공해 자동차를 만들기 위해 중요한 요소로서는 주행거리와 알맞은 가격이다. 니켈-수소 배터리와 같은 향상된 배터리의 개발은 부분적으로 문제를 해결할 수 있으며, 또 하나의 효과적인 방법은 배터리 관리 시스템이나. 니켈-수소 배터리와 배터리 ECU는 주행거리, 가속도, 등판능력과 같은 무공해 자동차의 성능에 영향을 미치는 중요한 구성품이다. 예컨대 운행 중 쉽게 발생하는 단락, 과방전, 과충전은 배터리와 관계되는 가장 큰 문제점이기 때문에 전용의 HEV용 배터리 ECU의 개발은 필수적이다. 본 논문에서는 배터리 전류적산 및 전압에 기초한 HEV용 SOC 알고리즘을 제안하고 배터리 ECU를 설계 및 해석하였으며, 시험을 통해 타당성을 검증하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.952-959
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• 2012

환형 광촉매반응기 외경지지체의 반사막에 의한 광촉매반응기시스템의 광도를 제고함으로써 개선된 광촉매반응기에 의한 악취성분 및 휘발성 유기화합물을 동시 포함한 폐가스의 처리를 수행하였다. 그리고 광도 제고가 각 운전조건에서의 폐가스처리효율에 미치는 영향을 조사하였다. 광촉매 코팅된 nonporous glass bead 담체와 porous silica-based 담체를 각각 광촉매반응기에 충전하였을 때에 반사필름이 부착된 개선된 광촉매반응기 외경에서 측정한 광도는, 반사필름이 부착되지 않아서 광도가 제고되지 않은 광촉매반응기보다 각각 30.1%와 28.5% 증가하였다. Porous silica-based 담체를 충전한 개선된 광촉매반응기의 제거효율에 대한 제고효과는 약 2~3%이었다. 그러나 glass-bead 담체를 충전했을 때에 개선된 광촉매반응기의 제거효율 제고효과는 미미하였다. Porous silica-based 담체가 충전된 개선된 광촉매반응기인 최적화 광촉매반응기의 경우의 황화수소 및 톨루엔 제거효율은 nonporous glass bead가 충전되고 반사막이 없는 광촉매반응기 경우의 제거효율인 각각 19%와 53%보다 각각 약 26%와 약 60%의 증가율을 보였다. 반사막 필름표면의 roughness가 종래의 상업용 거울의 roughness보다 4배 정도 컸으나, 향후 개선된 광촉매반응기의 반사막의 roughness를 개선할 경우에 광도 개선효과가 더욱 커져서 이에 따른 악취 및 VOC를 함유한 광촉매 처리효율이 더욱 제고되리라 예상된다.

• 한국가스학회지
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• 제15권6호
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• pp.57-62
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• 2011

본 연구에서는 70MPa의 충전압력을 갖는 130L 수소연료 저장탱크에 대한 최적설계를 유한요소법과 다구찌 설계법으로 고찰하였다. 6061-T6의 알루미늄 라이너의 외벽면에 T800-24K의 탄소섬유로 감아서 제조한 복합소재 연료탱크의 강도안전성을 미국 DOT-CFFC와 KS의 설계안전 규격을 기준으로 해석하였다. 70MPa용 수소가스탱크의 응력강도에 대한 FEM 해석결과에 의하면, US DOT-CFFC와 KS 규격에서 제시한 응력비 2.4의 기준값과 비교할 때 안전한 것으로 나타났다. 따라서, 다구찌 설계법에 기반한 최적설계 데이터는 설계모델 5번으로 선정할 수 있고, 여기서 제시할 수 있는 알루미늄 라이너의 두께는 6.4mm, 탄소섬유 적층에서 후프방향의 두께는 31mm, 헤리컬방향의 두께는 10.2mm이다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제42권3호
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• pp.307-311
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• 2014

폴리우레탄 담체가 혼합폐기물을 이용한 연속식수소생산에 미치는 영향을 조사하였다. 당밀폐수와 하수슬러지를 혼합하여 연속 회분식 공정에서 발효시켰다. 담체를 넣지 않고 12 h의 수리학적 체류시간으로 운전하였을 때, 대부분의 바이오매스가 외부로 유실된 반면, 담체를 반응조에 투입하였을 때에는 미생물 유실이 현저히 저감하였다. 또한, 담체를 이용한 경우, 수소생산속도 $0.4L-H_2L^{-1}d^{-1}$로 높게 나타났다. 반응조 내 부유 바이오매스에 의한 비수소생산속도가 $241{\pm}4ml-H_2g-VSS^{-1}d^{-1}$로서 담체 표면 부착바이오매스($133{\pm}10ml-H_2g-VSS^{-1}d^{-1}$) 및 담체 내부 부착 바이오매스에 의한 값($95{\pm}14ml-H_2g-VSS^{-1}d^{-1}$)보다 높게 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.95-101
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• 2016

본 연구에서는 다양한 수소 생산 방법 중 하나인 천연가스 수증기 개질반응(natural gas steam reforming reaction)에 대해 일반적인 충전층반응기와 반응기와 수소분리기가 결합된 새로운 형태의 분리막 반응기에서의 성능에 대한 비교분석을 수행하였다. Xu 와 Froment에 의해 기존에 발표된 실험결과를 바탕으로 상업용 화학공정모사기인 Aspen $HYSYS^{(R)}$ 모델이 개발되었으며, 반응온도, $H_2$ 투과량, Ar 유량 등이 분리막 반응기에서의 반응물의 전환율 및 $H_2$ 수율 향상도에 미치는 영향에 대해 분석한 결과 분리막 반응기에서 보다 많은 양의 수소수율 및 메탄전환율이 확인되었다. 더 나아가, 전체 시스템에서 필요로 하는 열량을 공급하기 위해 요구되는 천연가스의 양에 초점을 맞춰 분리막 반응기에서의 원가절감 가능성을 평가한 결과, 분리막 반응기에서 10.94%의 원가절감이 관찰되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권2호
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• pp.240-246
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• 2014

황화수소와 암모니아를 포함한 악취폐가스를 처리하기 위하여 여러 semi-pilot 바이오필터 운전 조건 하에서 Bacillus cereus DAH-1056과 Arthrobacter sp. KDE-0311를 고정한 semi-pilot 바이오필터 시스템을 운전하였다. Semi-pilot 바이오필터 운전조건에서 Thiobacillus sp. IW와 반송슬러지를 고정한 바이오필터의 황화수소 removal efficiency는 약 80%이었고 암모니아의 removal efficiency는 약 50% 정도이었던 반면에 Bacillus cereus DAH-1056과 Arthrobacter sp. KDE-0311를 고정한 본 연구에서 황화수소의 removal efficiency는 약 90%이었고 암모니아의 removal efficiency는 약 60% 정도이었다. 따라서 본 연구에서 Thiobacillus sp. IW와 반송슬러지를 고정한 semi-pilot 바이오필터의 경우를 기준으로 황화수소 및 암모니아의 removal efficiency가 각각 약 13% 및 20% 정도 제고되었다. 또한 본 연구에서는 암모니아의 최대 elimination capacity가 약 $35g/m^3/h$로서 Thiobacillus sp. IW와 반송슬러지를 고정한 semi-pilot 바이오필터의 경우보다 $3{\sim}5g/m^3/h$ 정도 제고되어 10~17% 더욱 높았다. 한편 본 연구의 황화수소의 최대 elimination capacity는 약 $63g/m^3/h$ 정도로 약 15% 증가하였다. 본 연구에서는 같은 inlet load의 황화수소라 할지라도 높은 농도의 황화수소가 낮은 농도의 황화수소보다 바이오필터의 암모니아 처리를 더 어렵게 하거나, 같은 inlet load의 암모니아라 할지라도 낮은 농도의 암모니아의 경우가 높은 농도의 암모니아보다 더 큰 removal efficiency와 elimination capacity를 갖는 것이 관찰되었다. 본 연구에서의 황화수소 최대처리용량은 황화수소와 암모니아를 동시처리 하였음에도 불구하고 황화수소만을 바이오필터로 처리한 선행연구에서의 황화수소 최대처리용량을 초과하거나 비슷하였다. 또한 본 연구에서는 바이오필터로 황화수소와 암모니아를 동시처리한 선행연구보다 더 높은 암모니아 제거용량을 보였다.