• Title/Summary/Keyword: 액체금속

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Study of the Electrode Catalyst for Direct Borohydride Fuel Cel (알칼리 붕소 수소화물 직접이용 연료전지에서의 전극촉매 연구)

  • Jun Chang-Sung;Song Kwang Ho;Kim Sung Hyun;Lee Kwan-Young
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2005.06a
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    • pp.299-302
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    • 2005
  • Direct Borohydride Fuel Cell은 알칼리 붕소 수소화물의 수용액을 이용하는 연료전지로 연료의 직접 산화반응을 통해 기존의 DMFC(직접 메탄을 연료전지)보다 높은 전류밀도와 OUV(Open Circuit Voltage)를 나타낸다. 또한 액체 연료를 사용하므로 장치 구성이 간단하며, 사용하는 연료가 반응성이 높은 알칼리 붕소 수소화물로 이루어져 있기 때문에 탄화수소 계열의 액체 연료와 달리 전기화학 반응이 비귀금속 전극에서도 쉽게 이루어질 수 있다는 장점을 가지고 있다 하지만 강알칼리 조건에서 전기화학 반응이 진행되므로 이에 적합한 재료로 장치를 구성해야 하며, 액체 상태의 연료가 전해질을 투과하는 현상인 크로스오버 문제를 해결해야 하고, 생성물인 $BO_2$-가 침적되어 전지효율을 떨어뜨리는 것을 방지해야 하는 문제점이 있다. 또한 알칼리 붕소 수소화물이 물과 반응하여 수소를 발생시키는 hydrolysis 반응을 억제하여야 하고 직접 산화반응만이 진행될 수 있도록 전지를 구성해야 연료효율을 높일 수 있다. 따라서 본 연구에서는 수소 생성반응일 hydrolysis 반응은 억제하고 연료의 직접 산화반응만을 진행시키기 위한 전극촉매에 대하여 연구하였다. 일반적인 저온형 연료전지의 전극촉매로 사용하는 Pt등의 귀금속 촉매와, 귀금속 촉매를 대체할 수 있는 Ni등의 비귀금속 촉매를 그 연구 대상으로 하였으며, 평가 방법으로는 unit cell station을 이용한 단위전지 성능측정 실험과 Potentiostat/Galvanostat을 이용한 half cell 실험을 병행하여 수행하였다.

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Recent Research Trend in Deformable Devices Composed of Ga-based Liquid Metal (갈륨 기반 액체 금속을 활용한 형태가변형 전자 소자의 최신 연구 동향: 소재 및 제조 공정)

  • Ye Seul Nam;Kangto Han;Ji Hwan Jung;Siyoung Lee;Geun Yeol Bae
    • Journal of Adhesion and Interface
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    • v.24 no.2
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    • pp.41-53
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    • 2023
  • The deformable devices refer to the devices that can maintain their initial performance even when stretched or bent. Among the materials used as conductor in deformable devices, Ga-based liquid metal is one of the most promising materials because it can provide not only high conductivity and deformability but also low toxicity. In this paper, we introduce Ga-based liquid metals and then discuss the recent research trend in deformable devices composed of Ga-based liquid metal.

MHD Pressure Drop of a Liquid-Metal Flow under a Transverse Magnetic Field (자기장하의 액체금속 유동의 차압 측정)

  • Cha, Jae-Eun;Kim, Hee-Reyoung;Kim, Jong-Man;Nam, Ho-Yoon;Kim, Sung-O;Kim, Byung-Ho
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2007.05b
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    • pp.2638-2641
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    • 2007
  • The magnetohydrodynamic(MHD) pressure drop along a liquid sodium flow was measured in a rectangular duct under a transverse magnetic field. The test section was made of a 3 mm thick stainless steel SUS304 with a $74{\times}5mm^2$ rectangular flow channel. The range of experimental parameters was roughly B=0${\sim}$0.18T and U=0${\sim}$0.9m/s at around $200^{\circ}C$. The differential pressure was measured by a diaphragm seal-type pressure transmitter filled with a high temperature silicon oil within 0.1MPa. The experimental results show a similar pressure drop with the theoretical estimation according to a change of the flow velocity and the magnetic field.

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Measurement of Liquid-Metal Flow with a Dynamic Neutron Radiography (중성자 래디오그래피를 이용한 액체금속 유동장 측정)

  • Cha, Jae-Eun;Saito, Yasushi
    • Journal of the Korean Society of Visualization
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    • v.9 no.4
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    • pp.63-68
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    • 2011
  • The flow-field of a liquid-metal system is very important for the safety analysis and the design of the steam generator of liquid-metal fast breeder reactor. Dynamic neutron radiography (DNR) is suitable for a visualization and measurement of a liquid metal flow and a two-phase flow in a metallic duct. However, the three dimensional DNR techniques is not enough to obtain the velocity information in the wide channel up to now. In this research, a high speed DNR technique was applied to visualize the heavy liquid-metal flow field in the narrow channel with the HANARO-beam facility. The images were taken with a high frame-rate neutron radiography at 250 fps and analyzed with a Particle Image Velocimetry(PIV) method. The images were compared with the results of the commercial CFX code to study the feasibility of DNR technique for the measuring the heavy liquid-metal flow field. The PIV images could discern the turbulent vortex flow in the two-dimensional narrow channel.

액체금속로 KALIMER 노심설계 및 특성 분석

  • Kim, Young-In;Kim, Young-Kyun;Song, Hun;Kim, Ui-Gwang;Kim, Young-Cheol
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.10a
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    • pp.129-134
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    • 1997
  • 국내개발 액체금속로 KALIMER(전기출력 150 MWe)의 노심설계를 수행하고, 이에 대한 핵ㆍ열수력 특성을 분석하였다. 2농축U-Zr(15.0/20.0 %) 이원합금핵연료의 균질노심으로서, 핵연료 재장전주기는 12개월, 평균증식비는 0.68이다. 평형주기에서의 최대연소도는 47.3 MWD/kg이며, 음의 소듐 void 반응도가를 가진다. 동일한 설계기준으로 설계한 전기출력 333 MWe의 중형노심과 노심 특성을 비교ㆍ분석한 결과, 소형노심(전기출력 155 MWe)이 상대적으로 짧은 핵연료 재장전주기와 낮은 노심출력밀도를 갖고 있음을 알 수 있었다.

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온도분포가 이동하는 액체금속로 원통용기의 열적 라체팅 해석

  • Lee, Hyeong-Yeon;Kim, Jong-Beom;Lee, Jae-Han;Koo, Kyung-Hoe;Yoo, Bong;Gwak, Dae-Yeong;Im, Yong-Taek
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1996.05d
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    • pp.235-240
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    • 1996
  • 본 연구에서는 고온의 천이 열하중을 받는 304 SS 재질의 액체금속로 원통용기에 대하여 진행성 변형기구인 열적 라체팅(thermal ratcheting) 변형거동을 해석하였다. 재료의 반복 소성을 나타내는 구성식으로서 Chaboche모델을 이용하였으며 이 모델의 적용을 위하여 ABAQUS의 사용자 프로그램을 개발하였다. 열천이 과정이 반복되는 동안에 축방향의 온도분포 이동에 따른 탄소성 해석을 수행한 결과 소성변형이 각 싸이클마다 누적되어 점진적 변형이 일어났으며 이 해석결과를 시험치와 비교함으로써 해석의 타당성을 검토하였다. 반복 소성거동에 대한 Chaboche 모델을 이용하면 천이 열하중을 받는 304 SS. 재질의 고온구조물에 대하여 라체팅 거동을 정량적으로 평가 할 수 있는 것으로 나타났다.

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Vibration Analysis for IHTS Piping System of LMR Conveying Hot Liquid Sodium (고온소듐 내부유동을 갖는 액체금속로 중간열전달계통 배관에 대한 진동특성 해석)

  • Koo, Gyeong-Hoi;Lee, Hyeong-Yeon;Lee, Jae-Han
    • Proceedings of the KSME Conference
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    • 2001.06b
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    • pp.386-391
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    • 2001
  • In this paper, the vibration characteristics of IHTS(Intermediate Heat Transfer System) piping system of LMR(Liquid Metal Reactor) conveying hot liquid sodium are investigated to eliminate the pipe supports for economic reasons. To do this, a 3-dimensional straight pipe element and a curved pipe element conveying fluid are formulated using the dynamic stiffness method of the wave approach and coded to be applied to any complex piping system. Using this method, the dynamic characteristics including the natural frequency, the frequency response functions, and the dynamic instability due to the pipe internal flow velocity are analyzed. As one of the design parameters, the vibration energy flow is also analyzed to investigate the disturbance transmission paths for the resonant excitation and the non-resonant excitations.

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DCPD법에의한 316LN 스테인레스강의 고온 피로균열진전특성

  • Maeng, Wan-Young;Nam, Ho-Yun;Kang, Young-Hwan;Cho, Man;Kim, Mun-Hwan;Kwon, Hyuk-Mu;Nam, Tae-Woon
    • Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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    • 1997.05b
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    • pp.36-41
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    • 1997
  • 액체금속로는 고온 하중 효과(피로, 크립, 크립-피로)를 고려한 내열응력설계가 중요하다. 최근에는 액금로 후보재료로서 종래의 스테인레스강에 질소를 첨가하여 고온강도를 계량한 316LN 스테인레스강이 개발되었다. 본 연구에서는 액체금속로 재료의 가장 지배적인 손상 기구로 인식되고 있는 피로-크립 파손에 대한 설계자료를 확보하기 위해 DCPD(Direct Current Potential Drop)법에 의한 고온피로균열 측정 시스템을 개발하고 316L 및 스테인레스강인 316LN 스테인레스강에 대한 고온 피로균열진전시험을 수행하였다. 본 연구에 의해 개발된 피로균열진전속도 측정 시스템에 의하면 25$\mu\textrm{m}$ 이하의 분해능으로 균열길이를 측정할 수 있다. 한편 316L 스테인레스강에 질소를 적당량 첨가하면 상온에서 $600^{\circ}C$사이의 온도에서 피로균열진전에 대한저항성이 증가하는 것을 확인하였다.

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Development of Ultrasonic Waveguide Sensor for Under=Sodium Viewing in Liquid Metal Reactor (액체금속로 소듐내부 가시화를 위한 초음파 웨이브가이드 센서 개발)

  • Joo, Young-Sang;Lee, Jae-Han
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.26 no.1
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    • pp.18-24
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    • 2006
  • Reactor core and internal structures of a liquid metal reactor (LMR) can not be visually examined due to an opaque liquid sodium. The under-sodium viewing technique by using an ultrasonic wave should be applied far the visual inspection of reactor internals. In this study, an ultrasonic waveguide sensor with a strip plate has been developed for an application to the under-sodium viewing technique. The Lamb wave propagation of a waveguide sensor has been analyzed and the zero-order antisymmetric $A_0$ plate wave was selected as the application mode of the sensor. The $A_0$ plate wave can be propagated in the dispersive low frequency range by using a liquid wedge clamped to the waveguide. A new technique is presented which is capable of steering the radiation beam angle of a waveguide sensor without a mechanical movement of the sensor assembly The steering function of the ultrasonic radiation beam can be achieved by a frequency tuning method of the excitation pulse in the dispersive range of the $A_0$ mode. The technique provides an opportunity to overcome the scanning limitation of a waveguide sensor. The beam steering function has been evaluated by an experimental verification. The ultrasonic C-scanning experiments are performed in water and the feasibility of the ultrasonic waveguide sensor has been verified.