• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.507-511
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• 2019

Hydrogen permeability is widely used to evaluate the polymer membrane durability of polymer electrolyte fuel cells (PEMFC). Linear sweep voltammetry (LSV) is mainly used to measure hydrogen permeability easily. There are many differences in LSV measurement method among researchers, and it is often difficult to compare the results. Therefore, in this study, we tried to confirm the accuracy by comparing the hydrogen permeability of LSV method and gas chromatograph which is difficult to measure but accurate value. The LSV method used the DOE and NEDO methods. When the hydrogen permeability was measured by varying the temperature and the relative humidity, the DOE LSV method showed an accuracy of less than 5% in the error range compared with the GC method. In the NEDO LSV method, the error was reduced when the hydrogen permeation current density was determined at the current value of 0.3 V as the DOE method.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.22 no.2
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• pp.59-66
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• 2018

Using hydrogen fuel is expected to be suitable as a reciprocating internal combustion engine with heightened interest in HALE(High Altitude Long Endurance) UAV(Unmanned Aerial Vehicle). Hydrogen is hightest energy density per mass so it can continue to charge for long periods of time and have positive part of the environmental effects. However, it is estimated that there is less research on hydrogen fuel engine currently applied, and many studies need to be done. Depending on the operation, there are factors that result in supercooling due to reduced radiation or reduce cooling performance due to low air density. Therefore, the experiment was to change the temperature of the cooling water and investigate the effect on engine combustions. The limitation of the stable operation range due to backfire is dominated by the excess air ratio rather than the effect of the cooling water temperature change. When the cooling water temperature increases, the volumetric efficiency decreases and the torque decreases. As the cooling water temperature decreases, the heat loss was increased and consequently the thermal efficiency was decreased.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.697-698
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• 2013

최근에 유연한 성질을 갖는 전자기기들의 수요가 증가하면서, 그에 따라서 유연 전자기기를 뒷받침 해줄 수 있는 에너지 저장체의 유연한 성질도 중요성이 점점 부각되고 있으며 많은 연구가 진행되고 있다. 유연한 에너지 저장체의 많은 연구들이 유연한 금속 박막이나 특수 공정처리가 필요한 고분자를 이용하고 있으나, 대부분의 유연 에너지 소자들은 에너지 저장체의 성능에 비해 고온과 산 약품과 같은 환경이 필요하며, 비용과 시간이 많이 소모되고 있다. 그에 반해 섬유는 앞에서와 같이 특수 공정 처리가 따로 필요하지 않으며 상온에서도 손 쉽게 이용 가능하며, 신축성이 뛰어난 장점이 있기 때문에 효율적, 비용적으로 유연한 에너지 저장체에 유리한 소재이다. 몸에 해로운 산과 같은 약품처리의 필요도 없으며, 용매를 흡수하는 능력이 뛰어나기 때문에 용매를 이용한 도포 방법을 사용하면 다양한 물질을 폭넓게 적용 가능하다. 그리고 적용 분야에 맞춰서 섬유의 종류를 조절하면 다양한 성질을 갖는 천 기반의 에너지 저장체가 형성되며, 면 섬유가 수소 결합과 높은 반데르 발스 결합에 의해 탄소나노튜브와 결합하여 높은 에너지 밀도를 갖는 에너지 저장체를 형성하는 것을 분석한 논문들도 보고되고 있다. 면 섬유의 특수한 성질을 이용하여 에너지 저장체를 제작하고 이를 확인하기 위해서 일반 합성 섬유인 polyester와 면 섬유를 비교 제작하였으며, 용매의 형태로 손쉽게 도포 가능한 물질은 탄소 계열의 활물질들이며, 탄소 나노 튜브나 그래핀 등이 분산된 용액을 이용해 천에 도포 가능하다. 탄소 계열의 활물질들은 대표적인 슈퍼캐패시터 물질이며, 천에 도포를 함으로써 천 기반의 슈퍼캐패시터를 제작하였다. 일반 합성 섬유 polyester와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량(Maximum specific capacitance)이 53.6 F/g으로 나타났으며, 면 섬유와 CNT를 결합한 형태의 전극은 최대 에너지 축전 용량이 122.1 F/g으로 나타났다. 따라서 면 섬유에서 높은 에너지 저장 능력을 보이는 것을 실험적으로 확인하였으며, 에너지 저장 능력이 뛰어난 면 섬유를 다음 전극 디자인에서도 일률적으로 적용하였다. 슈도캐패시터의 대표적 물질인 금속 산화물인 망간 산화물(MnO2)을 3전극 도금 시스템을 이용하여 에너지 축전 용량과 에너지 밀도를 올리는 전극을 제작하였다. 특히 망간 산화물의 형태는 표면적을 극대화하기 위해서 평균 지름은 200~300 nm 정도 되는 나노 입자의 형태로 제작하였다. 그 결과, 확연하게 에너지 축전 용량이 향상되었으며, 최대 에너지 축전 용량은 282.0 F/g, 에너지전력 밀도는 14.2 Wh/kg으로 나타나서 금속 산화물의 형태가 주는 효과를 확인할 수 있었다. 하지만 나노 입자의 형태로 제작된 금속 산화물은 문제점이 발생하였다. 금속 산화물의 전기 전도성이 매우 낮기 때문에, 전기 전도성에 비례해서 전력 밀도의 값이 표현되는데, 전기 전도성이 급격히 감소하기 때문에 전력 밀도도 급격한 감소가 나타난다. 다음과 같이 전기 전도성 물질을 첨가하는 방법은 추가의 공정이 필요한 단점이 있지만 오직 기계적인 인장응력만을 가해서 에너지 밀도와 전력 밀도를 증가시키는 전극을 제작하였다. 인장응력을 섬유 기반의 전극에 가했을 시에 가닥들간의 접촉 증가와 CNT가 정렬되면서 특정 변형률(strain) 이전에서는 전기 전도성이 최대 50% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었으며, 선행 연구에서 보고되었다. 이를 이용해서 전기 전도성과 직결되는 전력 밀도의 양도 증가시키고 에너지 밀도의 증가 여부까지 확인한 결과 인장을 가하기 전 면 섬유의 전력 밀도와 에너지 밀도는 6.4 kW/kg and 6.1 Wh/kg으로 나타났으나 30% 변형 인장 후에는11.4 kW/kg과 7.1 Wh/kg으로 나타났다. 그리고 망간 산화물을 첨가한 전극 역시 4.9 kW/kg과 14.2 Wh/kg으로 나타났었으나 인장 이후 전력 밀도는 14.2 kW/kg, 에너지 밀도는 17.6 Wh/kg으로 확연하게 증가한 것을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.2
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• pp.200-208
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• 2021

Compare to the gaseous hydrogen, liquid hydrogen has various advantages: easy to transport, high energy density, and low risk of explosion. However, the hydrogen liquefaction process is highly energy intensive because it requires lots of energy for refrigeration. On the other hand, the cold energy of the liquefied natural gas (LNG) is wasted during the regasification. It means there are opportunities to improve the energy efficiency of the hydrogen liquefaction process by recovering wasted LNG cold energy. In addition, hydrogen production by natural gas reforming is one of the most economical ways, thus LNG can be used as a raw material for hydrogen production. In this study, a novel hydrogen production and liquefaction process is proposed by using LNG as a raw material as well as a cold source. To develop this process, the hydrogen liquefaction process using hydrocarbon mixed refrigerant and the helium-neon refrigerant is selected as a base case design. The proposed design is developed by applying LNG as a cold source for the hydrogen precooling. The performance of the proposed process is analyzed in terms of energy consumption and exergy efficiency, and it is compared with the base case design. As the result, the proposed design shows 17.9% of energy reduction and 11.2% of exergy efficiency improvement compare to the base case design.

• Explosives and Blasting
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• v.40 no.3
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• pp.19-32
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• 2022

Hydrogen is a fuel having the highest energy compared with other common fuels. This means hydrogen is a clean energy source for the future. However, using hydrogen as a fuel has implication regarding carrier and storage issues, as hydrogen is highly inflammable and unstable gas susceptible to explosion. Explosions resulting from hydrogen-air mixtures have already been encountered and well documented in research experiments. However, there are still large gaps in this research field as the use of numerical tools and field experiments are required to fully understand the safety measures necessary to prevent hydrogen explosions. The purpose of this present study is to develop and simulate 3D numerical modelling of an existing hydrogen gas station in Jeonju by using handheld LiDAR and Ansys AUTODYN, as well as the processing of point cloud scans and use of cloud dataset to develop FEM 3D meshed model for the numerical simulation to predict peak-over pressures. The results show that the Lidar scanning technique combined with the ANSYS AUTODYN can help to determine the safety distance and as well as construct, simulate and predict the peak over-pressures for hydrogen refueling station explosions.

• Journal of the Korea Institute of Military Science and Technology
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• v.7 no.4 s.19
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• pp.100-106
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• 2004

The effects of adiabatic flame temperature and mass flux on deuterium fluoride(DF) chemical laser performance were investigated. The power flux and specific power, which are important parameters containing the information of scaling effects of laser device magnitude, and chemical efficiency were selected as a judging parameter of DF laser performance. For the specific power, it was decreased by the increase of power flux of DF laser. Higher the adiabatic flame temperature of atomic fluorine generator, higher the chemical efficiency of DF laser was changed. It seems that the mass flux effect on the chemical efficiency is not remarkable.

• Journal of Energy Engineering
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• v.2 no.3
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• pp.315-322
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• 1993

The generalized 23 constants of the Benedict-Webb-Rubin-Starling (BWRS) equation of state were modified to achieve accurate predictions of thermo-physical properties for polar halocarbons. Multiproperty analysis was employed to obtain an optimum set of 23 constants for individual halocarbons. The overall average absolute deviations of predicted properties for those halocarbons using the 23 constants optimized for each halocarbon with use of either an acentric factor or orientation parameters are 0.41% for density, 0.33 Kcal/kg for enthalpy and 0.39% for vapor pressure. These results show a remarkable improvement in predicting properties over the ones obtained by use of the generalized constants for all the ten halocarbons tested here.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.190-193
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• 2007

Present study examines the experimental results of polycyclic hydrocarbons compound prepared by norbornadiene dimerization reaction. Pentacyclic exo-t-exo, hexacyclic exo-endo, hexacyclic endo-endo isomers of NBD dimer were synthesized by selective dimerization of NBD monomer. Dimerization catalysts, reaction procedure and product analysis method were developed respectively. Through this experiment, mild reaction conditions, relatively high NBD dimer yields were obtained and this reaction technologies will be usefully applied to high energy density liquid fuel development.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2015.03a
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• pp.105-110
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• 2015

본 연구의 목적은 $SPC/F_2$ water model에 대하여 정해진 여러 온도(250K, 280K, 300K, 350K)에서 경수(light water)와 중수(heavy water)의 일정부피 열용량($C_V$)을 계산하는 것이다. 모의실험은 path integral molecular dynamics (PIMD) 방법을 바탕으로, 계산상에서 물 분자 64개에 대해서 실제 물의 밀도에 맞는 일정한 부피를 설정한 후, 이 때 ring-polymer의 bead수는 양자효과를 보일 수 있는 24개와, 양자효과가 없는1개로 실험을 진행했다. 그 결과로 system의 $C_V$를 얻었고, 수소 동위원소의 변화, 온도의 변화, 양자조건의 여부에 따라 나타나는 차이를 각각 비교했다. 모의실험 결과로 온도가 낮을수록, 양자효과가 클수록, 수소의 질량이 작을수록 열용량이 증가하는 결과를 보였다.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.37 no.12
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• pp.1150-1158
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• 2000

반도성 SrTiO$_3$분말을 이용하여 상압에서 제조된 소결체의 소결 분위기에 따른 소결체 입계의 결함 화학 및 전기적 특성을 고찰하였다. 소결 분위기를 질소-수소, 질소, 공기로 변화시킴에 따라서 입계에서 O/(Sr+Ti)의 비는 1.6로부터 2.1로 증가하였으며, 또한 입계의 과잉 음전하층에서 전하 밀도는 1C/$ extrm{cm}^2$로부터 1.26C/$\textrm{cm}^2$로 증가하였다. 소결체의 문턱 전압, 입계 저항 그리고 입계 전위 장벽은 소결 분위기를 질소-수소로부터 공기로 변화시킴에 따라 6.40-1000 V/cm, 2.70-3050 kΩ 그리고 0.08-10.9 eV로 각각 증가하였다.