• 전기화학회지
• /
• 제12권4호
• /
• pp.329-334
• /
• 2009

본 연구는 연료전지 운전시 전극 촉매 및 전해질막 내에서 발생하는 연료 및 산화제의 산화/환원 반응 메커니즘, 이동현상, 구성품 열화현상 등을 핵자기 공명 (NMR, Nuclear Magnetic Resonance)을 이용하여 연료전지의 분해나 시료 채취 없이 제자리 (in situ) 분석할 수 있는 진단장치용 연료전지 개발에 관한 것이다. NMR에 사용되는 연료전지는 특수하게 제작된 TCD (Toroid Cavity Detector) 탐침 내부에서 작동하여야 하며, TCD 탐침이 가지는 기하학적 제한 요소들로 인해 일반적인 평판형 연료전지와 달리 원통형으로 제작된다. 이로 인해 반응물의 공급이나 생성물의 제거가 어려우며 누수 현상 및 불균일한 압력 분배가 발생하여 성능이 낮다. 따라서, in situ NMR 분석용 연료전지가 가지는 구조상의 특징인 원통형에 적합한 유로를 설계하고 제작하여 물질 전달 특성을 개선해야 할 필요성이 있다. 본 연구에서는 NMR 장비 내의 자기장에 영향을 미치지 않는 비자성 물질을 이용해 원 통형 공기극 유로를 개발하여, 산소의 공급 및 반응물의 제거를 원활하게 하였다. 또한, 체결 압력을막-전극 접합체에 균일하게 분배하여 누수 및 누액을 차단하였다. 이를 통해, 상온에서 약 $36mW/cm^2$의 우수한 성능을 나타내는 in situ NMR 진단용 직접 메탄올연료전지 시스템을 개발하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.8-13
• /
• 2013

이 논문의 목적은 LPG 자동차에서 연료누설에 의한 화재관련 사례에 대하여 연구하는 것이다. 첫 번째 사례는, 엔진의 연료 레귤레이터 및 인젝터 사이의 고압호스와 연결되는 연료 라인을 수리한 다음 고정하는 볼트를 규정토크로 조이지 않아 호스가 빠지면서 LP 가스가 누출되어 엔진의 열에 의해 화재가 발생한 것을 확인하였다. 두 번째 사례는, 인젝터를 교환한 다음 흡기매니폴드 유닛의 조립부에 삽입할 때 고정하는 고정부를 점검하지 않고 고정부가 변형되어 휜 상태에서 조립한 결과 연료의 누설을 방지하는 O링이 찢어져 이 사이로 연료가 누출된 것으로 확인되었다. 세 번째 사례는, 연료압력 조절기 유닛에는 연료 차단 솔레노이드 밸브가 연결되어 있는데 수리 후 이 연결 커넥터의 기밀작업을 철저하게 하지 않아서 미세하게 LP 가스가 누설되다가 어느 순간에 많은 양의 가스가 누설되면서 엔진의 열에 의해 화재가 발생된 것을 확인하였다. 따라서, 연료 시스템에 문제가 없는지 철저하게 관리하여 화재의 발생이 최소가 되도록 하여야 한다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제34권12호
• /
• pp.59-66
• /
• 2006

하이브리드 로켓 연료의 연소율 향상을 위한 나선형 홈이 유동 특성에 미치는 영향을 규명하기 위하여 난류 증가와 선회 유동 발생에 대한 수치계산을 수행하였다. 나선형 튜브의 열전달 관계식을 이용하여 여러 형상의 나선형 홈이 있는 연료의 열전달 향상을 예측하였으며 연소율 측정값과 비교하여 상호 연관성을 확인하였다. 실험 결과와 열전달 향상 예측 값은 동일한 경향을 나타내더라도 수치는 큰 차이를 나타냈는데 이것은 연료가 연소하기 위하여 기화할 때 발생하는 분출속도가 존재하기 때문이다. 분출효과를 고려하여 RANS 계산을 수행한 결과, 난류에너지는 상당히 증가한 반면 선회 수는 조금 증가하는 결과를 보여 주었다. 그럼에도 불구하고 나선형 홈에 의한 난류 증가 또는 선회유동 생성은 연소율을 증가시키는 중요한 메커니즘임이 밝혀졌다. 그러나 분출로 인하여 난류에너지가 증가되어도 열전달 향상에 기여하지 못하는 것으로 확인되었는데 이것은 분출 속도가 표면의 경계층을 밀어내어 대류 열전달이 증가되는 것을 차단하기 때문인 것으로 밝혀졌다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제30권1호
• /
• pp.146-151
• /
• 2013

본 연구에서는 연료극 또는 공기극에 함유된 불순물인 황화합물의 도입을 차단할 수 있는 GDL을 제조하여, 이를 평가용 단위전지에 체결하여 $H_2S$와 $SO_2$를 연료극과 공기극에 각각 동시에 공급하여 PEMFC의 성능 저하 및 회복에 관한 연구를 수행하였다. 그 결과 $H_2S$와 $SO_2$의 농도가 증가함에 따라 전지의 성능이 감소하며 특히 10 ppm 이상의 농도에서는 10분 이내에 약 10-15% 정도 성능이 감소하였다. 특히 GDL 표면의 기공이 없는 CN-2 GDL을 체결한 단위전지의 경우 피독에 의한 성능 감소 속도가 더 빠른 것을 확인하였다. 그리고 단위전지 피독 후 황화합물이 혼합되지 않은 순수 가스를 1시간 이상 공급하였을 때 전지의 성능이 GDL의 종류에 따라 90%에서 95% 이상 회복되며 CN-1 GDL의 경우가 가장 회복이 우수하였다.

• 한국방재학회 논문집
• /
• 제10권6호
• /
• pp.59-64
• /
• 2010

산불 지표화의 방화선 구축작업은 낙엽 및 관목류 등 지표 연료층을 제거함으로써 화염전파를 차단하는 대표적인 간접진화방법이다. 화재역학적인 의미의 방화선 구축은 화염으로부터 방출되는 열전달에너지에 미연소 연료가 착화되지 않도록 열전달 차단 구간을 설정하는 작업이다. 본 연구에서는 소나무 낙엽층에 대해 복사열전달 점열원 모델을 이용하여 풍속, 경사별로 지표화 화염을 방지할 수 있는 방화선 구축 폭 산정 방법을 제시하였고 평가를 실시하였다. 방화선 구축 폭은 소나무 낙엽 착화 임계 복사열유속인 $4.9\;kW/m^2$가 미치는 거리를 기준으로 평가하였다. 그 결과, 풍속 0~5 m/s, 경사 $0{\sim}50^{\circ}$ 조건에서의 방화선 구축 폭은 평균 화염 기준의 경우, 0.35~0.65 m, 최대 화염높이 기준의 경우, 0.75~1.05m로 산정되었다. 따라서 안전율을 고려한 적정 방화선 구축 폭은 최대 화염 높이를 적용한 1.05 m가 적합할 것으로 판단되며 향후, 실험 및 현장사례조사를 통하여 지표층 연료별 적정 방화선 구축 폭에 대한 비교분석 연구가 추가적으로 필요할 것으로 판단된다.

• 한국가스학회지
• /
• 제26권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2022

이 논문은 LPG 자동차 엔진의 시동불량현상을 조사하고 분석한 연구이다. 첫 번째 사례는 긴급차단 밸브를 점검한 결과 밸브의 기상측에 미세한 이물질에 의해 필터 막힘으로 인해 연료공급이 안 되는 현상을 확인하였다. 두 번째 사례는 액·기상 솔레노이드 밸브의 초기 작동시 연료의 누설에 영향이 없었으나, 시간이 지나면서 솔레노이드 조립부의 손상부가 내구성이 떨어져 LPG 가스의 누설이 진행되어 연소실로 공급되는 연료의 공급이 제대로 되지 않아 자동차의 시동꺼짐 현상이 발생된 것을 확인하였다. 세 번째 사례는 EGR 10A 퓨즈와 LPG 스위치 사이의 커넥터 핀이 장력불량에 의한 접촉불량으로 과열이 발생되어 소손된 것을 확인하였다. 따라서, 자동차의 시동성에 대단히 예민한 전기적인 문제가 발생하지 않도록 자동차의 관련시스템을 사전에 철저하게 점검하고 이를 관리하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제22권2호
• /
• pp.401-408
• /
• 2021

에너지 분권 및 신재생에너지 정책에 따라 연료용 목재칩 보급도 증가하고 있는 추세이다. 본 연구는 연료용 목재칩(Wood chip)을 이용하여 농촌지역에 난방에너지를 공급하는데 필요한 기술적 방법을 제시하는데 목적이 있다. 따라서 본 연구에서는 10톤의 목재칩을 적재할 수 있는 간이 자연환기건조장을 설치하여 8개월 동안 자연건조의 효과를 파악하고 이를 바탕으로 연료용 목재칩 품질기준을 충족하기 위한 자연건조 방법을 도출하고자 하였다. 연구결과 농촌지역에서 쉽게 조달할 수 있는 재료로 자연환기건조장을 갖춘다면 약 90일간의 건조 기간을 거쳐 함수율 20% 이하의 고품질 연료용 목재칩을 생산할 수 있음을 확인하였다. 또한 규격에 부합하는 흡기 및 배기 시스템을 갖출 경우 목재칩 품질에 영향을 주는 곰팡이의 번식과 발효의 효과적인 차단이 가능하였다. 이와 같은 연구결과는 고비용 강제건조 설비를 도입하지 않더라도 농촌지역의 여건에 부합하는 저비용의 자연건조시스템을 통해서도 품질기준을 충족하는 양질의 목재칩 생산이 가능함을 증명한다. 따라서 미이용 산림바이오매스를 활용한 연료용 목재칩 자연건조기술 개발사업, 농촌보급용 소규모 자연건조장의 성능 및 설계기준 등과 관련한 정책수립이 요구된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
• /
• 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
• /
• pp.237-238
• /
• 2016

단상 계통연계 인버터는 직류측에 계통주파수의 2배로 낮은 주파수의 전류리플을 발생시킨다. 이 저주파리플은 태양광, 풍력, 연료전지 같은 신재생에너지원의 수명 및 안정성을 저하시킨다. 본 논문에서는 이러한 저주파리플을 신재생에너지원으로 전달되지 못하게 차단하는 제어 알고리즘을 제안한다. 제안하는 알고리즘은 주 제어기(전압제어)의 성능 및 안정도에 영향을 주지 않으며 계통주파수 변동에 강인한 특징을 갖는다. 또한 별도의 파라미터 설계가 없어 구현이 용이하다. 본 논문에서는 3kW급 시작품의 실험결과를 통해 제안하는 알고리즘의 타당성을 검증하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제25회 추계학술대회논문집
• /
• pp.363-367
• /
• 2005

발사체 자세제어용 추력기로 하이드라진 단일 추진제 방식이 널리 적용되며, 발사체 자세제어용 추력기 시스템은 신뢰성을 높이는 것이 중요한 요구조건의 하나다. 이를 위해 추력기 시스템에서 연료저장 탱크로부터 공급되는 하이드라진을 추력기들로 공급 또는 차단하는 밸브로 래칭 밸브를 적용한다. 래칭 밸브를 적용함으로서 밸브의 특성상 전원이 공급되지 않을 경우에도 공급(열림) 또는 차단(닫힘)의 상태를 계속하여 유지할 수 있으므로 여러 경우에 있어 신뢰성 있게 사용할 수 있다. 즉 래칭 밸브는 개폐명령에 대하여 솔레노이드 밸브와 같이 동작함과 아울러, 전원이 꺼진 상태에서도 마지막 작동 상태를 유지할 수 있는 기능이 추가된 형태이며, 이러한 래칭 메커니즘을 구현하기 위해서는 적절한 메커니즘이 구현되어야 한다. 본 논문에서는 45N급 하이드라진 래칭 밸브의 개발을 목표로 지상시험용 래칭 밸브의 설계 및 시험내용을 기술하였다. 밸브를 구성하기 위한 기본 구성품과 래칭 기능을 위한 메커니즘 등을 제시하였으며, 특히 밸브의 래칭 기능을 구현하기 위한 메커니즘으로 판스프링을 이용한 기계식 방식이 아닌 영구자석을 활용한 자기잠금 방식에 대해 상세하게 기술하였다. 또한 기밀시험, 작동시험, 사이클 시험 등을 통해 개발된 래칭 밸브의 설계요구 조건 부합여부를 확인하였으며, 본 하이드라진 추력기 시스템 래칭 밸브 시제품 개발을 통해 추력기의 국산화 개발 안정성 향상할 수 있었다.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제22권1호
• /
• pp.71-76
• /
• 2014

This Research focuses on how to maximize fuel economy improvement of I.S.G. while keeping 12V system. With 12V system the maximum gain of fuel economy with I.S.G. is known to be about 3~5% in FTP-75 mode because engine stop is only conducted in standstill idle. But in this study deceleration engine stop (engine speed is zero) has been tried additionally and the optimum condition for deceleration engine stop was found to maximize fuel economy improvement in practical point of view, the result of which is about 8.8% in FTP-75.