• 제목/요약/키워드: 에너지기술 R&D

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열화학적 수소 제조 기술 (Themochemical Cycles for Hydrogen Production from Water)

  • 김종원;박주식;황갑진;배기광
    • 에너지공학
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    • 제15권2호
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    • pp.107-117
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    • 2006
  • 물을 분해하여 수소를 만드는 방법으로서 열화학싸이클을 이용한 방법에 대하여 그동안의 연구 동향에 대하여 살펴보았다. 수소생산이란 관점에서 열화학싸이클이 갖는 장점은 일정한 고온의 열을 얻을 수 있다면, 반응속도의 향상과 아울러 대용량화가 가능하다는 점이다. 안정한 물을 분해하려면 물의 산화/환원이 용이한 매개체를 써서 수소 및 산소를 발생하게 하고 순환시키게 되는데, 매개체가 유독성 물질이라면 이 과정에서 누출이 되지 않도록 하여야 한다. 아직 상용화단계에는 미치지 못하였지만, 일본, 스위스, 이스라엘, 미국, 한국 등에서 집중적으로 연구되고 있는 내용은 IS 싸이클과 ZnO/Zn, $Fe_3O_4/FeO$등과 같은 금속산화물계를 이용한 싸이클들이며, 고온용 및 내부식성 소재와 시스템 분야에서 아직 해결해야할 점이 많다.

배관 진단을 위한 배열형 유도초음파 검사시스템 개발 (A Development of an Array Guided Wave Ultrasonic Testing System for pipe inspection)

  • 조현준;이동훈;강토;박진호;한성진
    • 한국가스학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.29-35
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    • 2015
  • 국내 에너지, 석유화학 산업분야에서 주로 사용되는 배관은 다양한 요인에 의해 발생하는 결함들에 대한 검출과 평가가 상시적으로 이슈화되곤 한다. 에너지와 석유화학 배관은 특성상 비교적 긴 거리에 걸쳐 시공되는 경우가 많고 다양한 부위에 여러 형태의 결함이 존재하게 되는데, 본 연구를 통해 국내 배관에 주로 발생하는 보온재 아래의 부식을 보다 효율적으로 검출하기 위한 방법으로 유도초음파 검사기법을 활용하는 시스템과 신호개선방법을 개발했다. 배관 내 결함의 검출능을 높일 수 있는 수단으로 초음파 탐촉자를 배열화하여 유도초음파를 발생시키고 신호대잡음비를 개선할 목적으로 송신 집속기법이 가능하도록 했다. 본 논문에서는 배열 유도초음파 검사시스템의 개발과 송신 집속을 통한 신호대잡음비 개선에 관해 기술한다.

암모니아로부터 수소 제조를 위한 다양한 촉매 활성 테스트에 관한 연구 (A Study on Activity Testing of Various Catalysts for Hydrogen Production from Ammonia)

  • 이재혁;신경하;강진실;신현희;박세연;최유진;송완규;안호근
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제34권6호
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    • pp.587-593
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    • 2023
  • This research project focused on the production of hydrogen through ammonia decomposition reactions while investigating how the reactivity of this process varies when employing different catalysts. Several metal oxide supports (Al2O3, La2O3, CeO2) were utilized as catalysts, with active metals from both the transition metal group (Co, Ni, Fe, Cr, Cu) and the noble metal group (Ru, Rh, Pd, Pt) impregnated onto these supports. Furthermore, the study examined how the reactivity evolves with changes in reaction temperature when employing the prepared catalysts. Additionally, the research delved into the distinctive activation energies associated with each of the catalysts. In this research, In the noble metal catalyst system, the order of high activity for ammonia decomposition reaction to produce hydrogen is Ru > Rh > Pt ≈ Pd. In the transition metal catalyst system, the order of high activity is Co > Ni > Fe > Cr > Cu.

미래 국방 무인 이동체를 위한 NaBH4 수소 발생 시스템 기반 연료전지 시스템 설계 및 검증 (Design and Validation of a Fuel Cell System with a NaBH4 Hydrogen Generation System for Future Defense Unmanned Vehicles)

  • 윤성모;김민재;황채민;이태훈;유수상;오택현
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.152-161
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    • 2024
  • In this study, a fuel cell system for future defense unmanned vehicles was designed and validated. A Co/Al2O3-Ni foam catalyst for NaBH4 hydrolysis was characterized using several analytical methods. A NaBH4 hydrogen generation system with the Co/Al2O3-Ni foam catalyst continuously generated hydrogen at elevated reaction temperatures. The fuel cell system with the NaBH4 hydrogen generation system was designed and tested. The performance of the fuel cell system was comparable to that of the fuel cell system using pure hydrogen. Therefore, the fuel cell system with the NaBH4 hydrogen generation system is a suitable power source for future defense unmanned vehicles owing to its easy refueling and simple system.

고밀도 STS316L 합금 적층 성형체의 제조공정 최적화 및 인장 특성 연구 (Study on the optimization of additive manufacturing process parameters to fabricate high density STS316L alloy and its tensile properties)

  • 송영환
    • 한국결정성장학회지
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    • 제33권6호
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    • pp.288-293
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    • 2023
  • STS316L 합금의 Laser powder bed fusion 공정 최적화를 위하여 Laser power, Scan speed 및 Hatching distance의 공정조건을 제어하면서 투입 레이저 에너지 밀도와 조형체의 상대밀도와의 상관관계를 연구했고, 최적조건으로 제작된 조형체의 적층 방향에 따른 인장특성 변화를 분석했다. STS316L 분말을 에너지밀도가 55.6 J/mm3, 83.3 J/mm3 및 111.1 J/mm3인 조건에서 적층 성형한 결과, 투입 레이저 에너지밀도가 83.3 J/mm3이며, Power 및 Scan speed 각각 225 W, 1000 mm/s인 조건에서 가장 안정적으로 고밀도 STS316L 샘플을 제작할 수 있었다. 최적공정조건을 이용해 적층 방향과 인장방향이 각각 0°, 45°, 90°인 인장시험편을 제작하여 인장특성을 비교한 결과 적층 방향과 인장방향이 수직인 시험편의 항복강도, 인장강도 및 연신율이 가장 우수한 것이 확인되었다. 적층 방향과 수직 방향으로의 이방성을 가지는 기공 및 Lack of fusion 결함이 응력집중을 야기하여 인장특성을 열화 시키기 때문인 것으로 추정된다.

고에너지효율 연자성 복합 분말 소재의 연구개발 동향 (Research Trend of Soft Magnetic Composite Materials with High Energy Efficiency)

  • 김휘준
    • 한국자기학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.77-82
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    • 2011
  • 우리 삶의 질을 좌우하는 전자기 기기의 고기능화, 자동화, 소형화 추이에 따라 사용량이 급격히 증가하고 있는 연자성 소재로서 가장 널리 사용되고 있는 전기강판과 에너지 고효율화라는 시대의 요구에 따라 새롭게 부상되고 있는 연자성 복합 분말 소재에 대해 각 연자성 소재 분야에서 철손 제어 인자 및 이들 인자들의 제어 방안에 대해 문헌을 고찰했다. 전기강판에서는 히스테리시스 손실을 낮추기 위해 정련공정을 통해 자구이동을 방해하는 결함을 제거하고 결정립의 크기를 최적화하고 있으며, 와전류 손실의 감소를 위해 합금첨가원소를 통해 비저항을 높이고 판재의 두께를 박판화하고 있다. 이와 동시에 코팅을 통해 자구의 이동이 용이하도록 응력의 방향 및 크기를 제어하며, 압연기술과 열처리 기술을 통해 집합조직을 최적화하여 고투자율 및 저철손을 동시에 충족시켜 나가고 있다. 연자성 복합 분말 소재의 경우, 분말 표면의 복합화를 통해 철계 조성, 코팅, 윤활재 및 바인더, 성형 및 열처리 조건 등에 복합적으로 의존하는 연자성 코어의 최종 자기특성을 제어하고 있다. 온간 및 다단 성형과 같은 새로운 성형공정, 2단 소둔/자성 열처리와 같은 소둔 조건, 나노결정질, 비정질 및 벌크 비정질 등과 같은 새로운 조성, 적절한 코팅층의 변수들을 최적화할 경우, 연자성 복합 소재의 자성특성은 향상될 것으로 기대된다.

대사에너지가 열 스트레스에 노출된 오리의 혈액 생체지표에 미치는 영향 (Influence of metabolizable energy on blood biomarkers in duck under heat stress)

  • 심준보;최두형;김창래;박병성
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.132-141
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    • 2017
  • 본 연구의 목표는 열 스트레스 하에서 오리사료 내 대사에너지(ME) 수준이 혈액 매개변수에 미치는 영향을 조사하는 것이었다. 총 240마리의 육용 오리 채리밸리((Anas platyrhynchos)를 4처리구로 완전임의배치 한 후 42일 동안 사육하였다. 처리구는 ME 2900 kcal/kg, ME 3000 kcal/kg, ME 3100 kcal/kg 및 ME 3200 kcal/kg로 구분하였다. 혈액 지질 프로파일은 ME 3000과 비교할 때 ME 2900이 높았으나 ME 3100과 ME 3200은 낮았다 (p < 0.05). 혈액 aspartate aminotransferase (AST)와 alanine aminotransferase (ALT) 수준은 ME 3000과 비교할 때 ME 3100과 ME 3200에서 증가하였다 (p < 0.05). 혈액 적혈구와 혈소판 프로파일은 ME 3000과 비교할 때 ME 3100과 ME 3200은 높아졌으나 ME 2900은 감소하였다 (p < 0.05). 혈액 전해질 가운데, chloride ($Cl^-$) 농도는 ME 3000과 비교할 때 ME 2900에서 낮아졌다 (p < 0.05). 혈액 가스와 $PCO_2$는 ME 3000과 비교할 때 ME 2900에서 감소하였다 (p < 0.05). 혈액 면역물질(IgG) 수준은 ME 3000과 비교할 때 ME 2900에서 줄어들었다 (p < 0.05). 스트레스 호르몬, 코르티코스테론은 ME 3000과 비교할 때 ME 2900에서 높아졌으나 ME 3100과 ME 3200은 낮아졌다 (p < 0.05).

공급사슬 및 내재역량 분석을 통해 고찰한 국내 가스터빈 산업 국산화 개발 전략 (Domestic Gas Turbine Industry Development Strategies Based on Domestic Supply Chain and Potential Analysis)

  • 현정우;이상균;진환준;박진호
    • 에너지공학
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    • 제29권1호
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    • pp.13-24
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    • 2020
  • 온실가스 배출을 감축하기 위한 각국의 노력이 활발해 지고 있으며, 그에 따라 석탄발전의 비중을 점차 줄이고 재생에너지 및 천연가스 발전의 비중을 높이려는 노력이 가시화되고 있다. 한국도 유사한 정책을 추구하고 있는데, 현재 LNG 발전 가치사슬 전체에 걸쳐 국산이 차지하는 부분은 매우 미미한 실정이어서 이러한 LNG 발전확대 정책이 국내 산업육성과 괴리는 있지 않은지 우려가 되는 상황이다. 따라서 본 논고에서는 LNG 발전에 사용되고 있는 가스터빈과 고온부품 산업의 국내외 현황을 살펴보고, 국내 가스터빈 산업의 Supply Chain 분석을 통해 국내 산업이 안고 있는 이슈와 문제점을 조사해 보았으며, 이를 기반으로 국내 가스터빈과 고온부품 산업의 활성화 및 국산화를 위한 전략을 제안하였다. 국내 가스터빈 산업육성 전략은 1) 가스터빈 얼라이언스 구성 등을 통한 국내 제조산업 생태계 조성, 2) 가스터빈 및 고온부품 국산화를 위한 전략적 기술개발 지원, 그리고 3) 국내 실증 테스트베드 구축 등 기술 사업화 촉진을 위한 환경 조성으로 요약될 수 있다.

라만 분광학과 분자모델링을 이용한 메탄 및 육불화황 혼합 가스 하이드레이트 성장 거동 연구 (Raman Spectroscopy and Molecular Modeling Study on the CH4 and SF6 Mixture Gas Hydrate Growth Behavior)

  • 임준혁;이주동;박성수;엄기헌;원용선
    • 청정기술
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    • 제19권4호
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    • pp.476-480
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    • 2013
  • 라만 분광학과 분자 모델링을 이용하여 메탄과 육불화황의 혼합 기체 가스 하이드레이트의 성장거동을 연구하였다. 라만 분광학 결과에 의하면 메탄을 객체 가스로 사용할 경우 메탄이 물 분자로 이루어지는 가스 하이드레이트 호스트 구조 내의 큰 동공을 채우고 차례로 작은 동공이 채워지게 되는데 반하여 육불화황을 혼합한 경우 육불화황과 메탄이 경쟁적으로 큰 동공을 채우고 이어 작은 동공에는 메탄만 채워지는 방식으로 전체 가스 하이드레이트 구조가 안정화됨을 관찰하였다. 분자 모델링에 의한 결합에너지 계산 결과 큰 동공의 경우 육불화황은 -26.9 kcal/mol, 메탄은 -24.2 kcal/mol의 결합에너지를 보여 육불화황이 채워지는 것이 약간 더 안정함을 알 수 있었고 작은 동공의 경우 육불화황은 1.2 kcal/mol, 메탄은 -22.0 kcal/mol로 큰 크기의 육불화황이 작은 동공에는 채워질 수 없음을 보여주었다. 이와 같은 접근법은 향후 다양한 객체 기체 가스 하이드레이트의 성장거동을 예측하는데 적용될 수 있을 것이다.

MILD 연소 환경에서 CO/H2 첨가에 따른 CH4의 점화 지연 시간의 해석적 연구 (Numerical Study on Ignition Delay Time of CH4 as CO/H2 Addition in MILD Combustion)

  • 김동희;허강열;이영재
    • 한국가스학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • MILD(Moderate or Intense Low-oxygen Dilution) 연소는 열에너지 분야에서 배출되는 미연 탄소와 질소 산화물을 저감하기 위한 기술로, 친환경 열 에너지 생산 기술로 평가받고 있다. MILD 연소 기술은 반응물의 예열을 통한 자발화 현상을 이용하여, 연소 반응 영역을 확장시키는 것이 핵심이다. 본 연구는 CH4와 공기를 활용하여 반응물의 초기 온도 변화와 CO, H2의 혼합율에 따른 CH4의 점화 지연 시간을 수치 해석적 접근을 통해 분석하였다. 점화 지연 시간은 초기 온도와 H2 혼합율이 높을수록 감소하였고, CO 혼합율이 높을수록 증가하였다. 이는 H2 첨가 시 초기에 높은 분율의 HO2가 메틸 라디칼(CH3)의 분해 반응을 촉진시켜 OH를 생성하였기 때문이며, CO 첨가 시 HCO 생성에 따른 H 라디칼 소모가 증가했기 때문이다. 하지만 HCO의 생성은 점화 지연 시간에 큰 영향을 주지 않았다. 또한 연료 내 CO와 H2를 30% 혼합한 조건에서는, NO 배출량이 각각 7%, 1% 증가하는 경향을 보였다. 이는 CO를 혼합한 조건에서 초기에 높은 NCO가 NO 생성반응률 증가에 영향을 미쳤기 때문이다.