• 제목/요약/키워드: 수소 밀도

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변형하는 가스 이송관 내에서 전파하는 탄화수소화염의 수치 해석 모델링 (Numerical simulation on propagation of hydrocarbon flame in a deformable tube)

  • 곽민철;여재익
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2012년도 제38회 춘계학술대회논문집
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    • pp.304-308
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    • 2012
  • 본 연구는 에틸렌-공기 혼합물로 채워져 있는 변형 가능한 구리 관에서의 초음속 화염 전파를 수치적으로 살펴보았다. 탄화수소의 화염 전파를 해석하기 위하여 지배방정식으로 Navier-Stokes 방정식과 Arrhenius 형태의 1단계 화학 반응식을 활용하였으며 변형 가능한 관을 해석하기 위하여 Inviscid Euler 방정식을 활용하였다. 또한, 두 물질 간 경계면 추적을 위하여 Level-set 기법을, 경계값 결정을 위하여 ghost fluid 기법을 사용하였다. 이러한 수치적 기법을 바탕으로 관의 변화에 따른 초음속 화염 내 팽창파의 전파 및 그에 따른 간섭 현상을 밀도 및 속도 변화를 통해 확인하였으며 초음속 화염 전파에도 안전성이 확보되는 최소 관 두께를 예측할 수 있는 수치적 기반을 마련하였다.

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수소 연료전지용 가스켓의 유한요소해석 (Finite Element Analysis of Gaskets for Hydrogen Fuel Cells)

  • 천강민;장종호;허장욱
    • 한국기계가공학회지
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    • 제20권10호
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    • pp.95-101
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    • 2021
  • An analysis was conducted to predict the behavior of gasket by applying an optimal-strain energy-density function selected through a uniaxial tensile test and an analysis of the gasket used in an actual hydrogen fuel cell. Among the models compared to predict the materials' properties, the Mooney-Rivlin secondary model showed the behavior most similar to the test results. The maximum stress of the gasket was not significantly different, depending on the location. The maximum surface pressure of the gasket was higher at positions "T" and "Y" than at other positions, owing to the branch-shape effect. In the future, a jig that can measure the surface pressure will be manufactured and a comparative verification study will be conducted between the test results and the analysis results.

혼합 이온 및 전자 전도체-프로톤 전도성 전해질 복합 공기극을 적용한 프로토닉 세라믹 연료전지의 전기화학적 성능 평가 (Electrochemical Evaluation of Mixed Ionic and Electronic Conductor-Proton Conducting Oxide Composite Cathode for Protonic Ceramic Fuel Cells)

  • 신형식;이진우;최시혁
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제35권1호
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    • pp.48-55
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    • 2024
  • The electrochemically active site of mixed ionic and electronic conductor (MIEC) as a cathode material is restricted to the triple phase boundary in protonic ceramic fuel cells (PCFCs) due to the insufficient of proton-conducting properties of MIEC. This study primarily focused on expanding the electrochemically active site by La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ(LSCF6428)-BaZr0.4Ce0.4Y0.1Yb0.1O3-δ (BZCYYb4411) composite cathode. The electrochemical properties of the composite cathode were evaluated using anode-supported PCFC single cells. In comparison to the LSCF6428 cathode, the peak power density of the LSCF6428-BZCYYb4411 composite cathode is much enhanced by the reduction in both ohmic and non-ohmic resistance, possibly due to the increased electrochemically active site.

H2O3과 물(H2O) 클러스터들의 분자구조와 열역학적 안정성에 대한 이론적 연구 (Theoretical Investigation for the Structures and Binding Energies of H2O3 and Water (H2O) Clusters)

  • 서현일;김종민;송희성;김승준
    • 대한화학회지
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    • 제61권6호
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    • pp.328-338
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    • 2017
  • $H_2O_3(H_2O)_n$ (n=1-5) 클러스터들에 대해서 밀도 범함수 이론(DFT)과 순 이론(ab initio) 방법을 cc-pVD(T)Z 바탕집합(basis set)과 함께 사용하여 가능한 여러 구조를 최적화하고 결합에너지와 조화진동수를 계산하였다. $H_2O_3$ 단량체의 경우 CCSD(T)/ccp-VTZ 이론 수준에서 트랜스(trans) 구조가 시스(cis) 구조보다 더 안정한 것으로 계산되었다. 클러스터에 대해서는 MP2/cc-pVTZ 수준까지 분자 구조를 최적화하고 열역학적으로 가장 안정한 분자구조를 예측하였다. 클러스터의 결합에너지는 CCSD(T)//MP2 수준에서 영점 진동에너지(ZPVE)와 바탕집합 중첩에러(BSSE)를 모두 보정한 후 n=1일 때 -6.39 kcal/mol 계산 되었으며 이 같은 결과는 $H_2O$$H_2O_2$의 물 클러스터 보다 더 좋은 수소 주게 즉 산(acid)으로서 작용할 것으로 기대된다. 물 분자 1개 당 평균 결합에너지는 n=2의 경우 8.25 kcal/mol, n=3일 때 7.22 kcal/mol, n=4의 경우 8.50 kcal/mol 그리고 n=5의 경우 8.16 kcal/mol로 계산되었다.

석유제품의 온도 변화에 따른 밀도 및 부피 변화 특성 연구 (Study on the Density and Volume Change Property of Petroleum Products according to Temperature Variation)

  • 황인하;도진우;강형규;성상래;하종한;나병기
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권4호
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    • pp.1112-1120
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    • 2017
  • 석유제품은 다양한 형태의 탄화수소화합물로 구성되어진 화합물로, 다른 종류의 액체류와 마찬가지로 온도변화에 따른 밀도와 부피의 변화가 발생한다. 액상에서 석유제품의 밀도를 측정하는 방법은 분별 증류된 각 석유제품에 대해 주로 얻어진 실험 데이터를 기반으로 한다. 본 연구에서는 등유와 자동차용 경유의 온도변화에 따른 밀도와 부피변화를 실제 측정하여 온도변화에 따른 변화추이를 분석하고, 국제규격인 ASTM에서 제시하는 밀도부피 환산표를 이용한 환산값을 계산하고 두 값을 비교분석하였다. 또한, 국내 계량 관련법에서 규정하고 있는 온도변화에 대한 기준과 실측값과의 상호 비교를 통해 차이점을 분석하였다.

수소 에너지 밀도가 높은 디메틸에테르(DME) 제조 촉매에 관한 연구 (A Study on the Catalyst for the Synthesis of DME with Hydrogen Energy Density)

  • 장은미;백영순;오영삼
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제19권5호
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    • pp.445-452
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    • 2008
  • DME(Dimethyl ether) Dimethyl Ether (DME) is a new clean fuel and an environmental-benign energy resource. In comparison with other fuels, DME rapidly decomposes into carbon dioxide ($CO_2$) and water in the atmosphere without forming ozone. It can be manufactured from various energy sources including natural gas, coal, biomass and spent plastics. In addition to its environmentally friendly properties, DME is considered as one of the most promising candidates for the substitute of LPG and diesel fuel. In this work, we will be studied to find optimized condition for the catalyst of DME energy manufacture from hydrogen and carbon oxide and its chemical and physical characteristics.

불화처리에 의한 $CaNi_5$ 수소저장합금의 전극 특성에 관한 연구 (A Study on the Electrode Properties of $CaNi_5$ Hydrogen Storage Alloy by F-Treatment)

  • 오세진;강성군
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 1998년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.92-92
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    • 1998
  • 반도체 기술의 경이적인 발전에 힘입이 최근 휴대용 이동통신기기, 노트북 컴퓨터 등 무선전자제품의 폭발적인 수요와 함께 이들의 소형화, 경량화가 요구되어 전원인 2차전지의 경량화, 고용량화, 장수명화의 필요성이 절실해졌다. Ni-MH 전지는 Ni-Cd전지에 비해 에너지밀도가 1.5~2배에 이르고 충방전 cycle이 길며 오염물질이 없어 환경 친화적이라는 장점이 었다. Ni-MH 전지의 성능은 음극재료인 수소저장합금에 의해 좌우되므로 수소저장능력이 크고 내식 성이 우수한 합금개발이 중요하다. $CaNi_5$는 수소저장능력이 크고 매장량이 많아 값이 싸다는 장점이 있지만 KOH 용액에서 내구성이 떨어진다는 단점이 있어 주로 Heat Pump 재료에만 사용이 제한되어왔다. 본 실험에서는 결정 구조의 nanocrystalline 및 amorphous화함으로써 해리압의 변화, 방전용량의 변화 등 새로운 전극 특성을 나타낸다고 보고되고 있는 MG (Mechanical Grinding)방법을 통해 CaNis 합금의 전극특성의 변화를 살펴보았고, 아울러 고상-기상반응에서 표면에 형성된 산화피막을 제거하여 안정한 불화물을 표면에 형성시킴으로써 불순물 가스에 대한 내구성을 높이고 활성화특성을 향상 시킨다고 보고되고있는 불화처리 방법을 이용하여 불화처리 시간을 달리하면서 용액 속에서의 pH의 변화, ICP분석, 전극의 성능 및 표면 특성변화를 충방전 test, SEM 등을 통해 고찰하였다.

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용접조건과 전류밀도에 따른 페라이트 스테인리스강의 수소취성에 관한 연구 (The Study on the Hydrogen Embrittlement of ferrite Stainless Steel with Welding Conditions and Current Density)

  • 최병일;임우조
    • 한국가스학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.43-47
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    • 2006
  • 스테인리스 강재 STS 444에 있어서 용접조건에 따른 수소취성의 민감도와 인가 전류밀도에 따른 수소취성의 영향을 고찰하고자 $0.5M\;H_2SO_4+0.001M\;As_2O_3$ 수용액에서 전기화학적 부식시험장치로 전류밀도를 5, 10, 15, 20 $mA/cm^2$로 인가하여 U 벤드 시험편의 수소취성에 관해 연구하였다. 이때 파괴되는 시간을 조사하여 수소취성을 고찰하였으며, 금속조직 현미경 사진을 비교하여 금속조직적인 연관 특성을 고찰하였다. STS 444 강재에 있어서 용접조건 즉 보호가스양의 변화에 따라서 수소취성에 대한 큰 영향을 받고 있으며, 전류밀도에 따라서도 많은 영향을 받고 있다. 특히 인가전류밀도가 높아짐에 따라 수소균열이 급격히 빨라지고 있음을 알 수 있다.

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Ni분말과 소결시킨 V0.9Ti0.1 수소저장합금의 전극특성 (The Electrode Characteristics and Modified Surface Properties of V0.9Ti0.1 Alloy Sintered with Ni Powder)

  • 김동명;이한호;이기영;이재영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제6권1호
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    • pp.1-9
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    • 1995
  • $V_{0.9}Ti_{0.1}$ 합금은 많은 양의 수소를 흡수할 수 있으나 KOH 전해질내에서 방전이 되지 않기 때문에 Ni-MH 전지의 음극재료로 사용할 수 없었다. 이와 같은 $V_{0.9}Ti_{0.1}$ 합금을 전해질내에서 수소흡수/방출에 대한 촉매효과를 갖도록 Ni 분말과 소결하였다. Ni 분말과 소결한 모든 시편은 KOH 전해질내에서 10 Cycle 이내에 활성화 되었다. 방전용량은 소결시 첨가된 Ni 분말의 양에 따라 maximum 거동을 보였다. 가장 높은 방전용량을 보여준 전극의 경우는 소결시 첨가된 Ni 분말의 양이 25wt.%이며 그 방전용량은 302mAh/g이었다. SEM과 EDS 그리고 XRD 분석결과 소결시 $VNi_3$가 형성됨을 알 수 있었다. $V_{0.9}Ti_{0.1}$ 합금의 표면에 형성된 $VNi_3$는 전극의 최적방전조건과 밀접한 관련이 있음을 알 수 있었다. Brewer-Engel 이론에 의하면 $VNi_3$는 수소의 evolution에 대한 전기적 촉매효과가 매우 높다고 보고하고 있으며, 이러한 효과는 본 실험결과 교환전류밀도의 증가와 방전시 과전압의 감소로써 나타났다. 본 연구에서는 수소의 저장용량은 크나 KOH 전해질내에서 방전되지 않는 합금을 사용하여 Ni-MH 전지용 음극개발을 하기 위해 Ni분말과 소결하여 합금의 표면을 변화시키는 새로운 방법을 제안하고자 한다.

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뮤온 촉매 핵융합에서 뮤온 분자 이온의 공명 형성율 (Resonant Formation Rates of Muonic Molecular ion in Muon-Catalyzed Fusion)

  • Im, Ki-Hak;Hong, Sang-Hee
    • Nuclear Engineering and Technology
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    • 제24권1호
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    • pp.63-74
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    • 1992
  • 뮤온 촉매 핵융합에서 뮤온 분자이온 dt$\mu$의 공명 형성율을 수소밀도와 온도의 함수로서 계산하였다. 부분파 방법을 도입하여 t$\mu$와 중양자 사이의 탄성산란 단면적을 구하였고, 충격근사를 써서 여기상태의 [(dt$\mu$)dee]*의 천이를 구속상태 형성인자로 도출하였다. 여기상태 dt$\mu$의 탈여기 기작으로는 방사선 방출, 오오져, 그리고 충돌 탈여기를 고려하였고 이들에 대한 탈여기폭과 역붕괴폭을 계산하였다. 계산된 반응폭들로부터 공명 상태 dt$\mu$의 형성단면적을 구하고 이것을 써서 수소의 밀도와 온도의 함수로서 dt$\mu$-d, dt$\mu$-t 공명 형성율을 계산하였다. 계산결과로 부터 공명형성율은 수소의 밀도와 더불어 증가하고, 상대충돌 에너지가 공명에너지와 같아지는 온도에서 최대값을 갖는다는 것을 알았다.

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