• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제33권3호
• /
• pp.42-50
• /
• 2013

Solar thermal reactor was studied for hydrogen production with a two step thermochemical cycle including T-R(Thermal Reduction) step and W-D(Water Decomposition) step. NiFe2O4 and Fe3O4 supported by monoclinic ZrO2 were used as a catalyst device and Ni powder was used for decreasing the T-R step reaction temperature. Maintaining a temperature level of about $1100^{\circ}C$ and $1400^{\circ}C$, for 2-step thermochemical reaction, is important for obtaining maximum performance of hydrogen production. The controller was designed for adjusting high temperature solar thermal energy heating the foam-device coated with nickel- ferrite powder. A Pill temperature control system was designed based on 2-step thermochemical reaction experiment data(measured concentrated solar radiation and the temperature of foam device during experiment). The cycle repeated 5 times, ferrite conversion rate are 4.49~29.97% and hydrogen production rate is 0.19~1.54mmol/g-ferrite. A temperature controller was designed for increasing the number of reaction cycles related with the amount of produced hydrogen.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.443-446
• /
• 2009

바이오매스 에너지라 함은 생물체를 구성하는 유기물을 이용하는 에너지이다. 바이오매스는 에너지 위기 및 $CO_2$에 의한 지구온난화 및 화석자원의 고갈이 진행되면서, 화석연료와 달리 재생이 가능하고 지속 가능한 자원으로 각광을 받고 있다. 그 중에서도 목질계 바이오매스는 다른 신재생에너지원에 비해 국내 잠재량이 가장 풍부한 에너지원 중의 하나이다. 바이오매스 에너지 기술로는 직접연소, 열화학적 변환, 생화학적 변환의 기술이 있다. 본 연구에서는 목재를 원료로 한 부분산화 조건의 숯 생산 공정에서 목재의 열분해 가스 생산특성을 고찰하였다. 열분해가스 중에 응축된 목초액의 pH는 3.58～3.92 정도로 분석 되었고, 산도는 시간이 경과 할수록 2.74에서 4.44%로 농도가 증가 되었다. 숯 생산 공정에서의 목재의 열분해는 초기부터 48시간까지는 열분해가스의 조성의 변화가 거의 없었고, 48시간 경과 후에는 열분해가스 중에 가연성가스인 $H_2$, CO, $CH_4$가 약 5%정도 배출되는 것을 알 수 있었다.

• 한국정밀공학회지
• /
• 제31권12호
• /
• pp.1155-1159
• /
• 2014

Thermal barrier coating (TBC) which is used to protect the substrate of gas turbine is exposed to high temperature environment. Because of high temperature environment, thermally grown oxide (TGO) is grown at the interface of thermal barrier coating in operation of gas turbine. The growth of TGO critically affects to durability of TBC, so the evaluation about durability of TBC with TGOs of various thickness is needed. In this research, TGO was inserted by aging of TBC specimen to evaluate the effect of the TGO growth. Then thickness of TGO was defined by microstructure analysis, and thermal fatigue test was performed with these aging specimens. Finally, the relation between thermal fatigue life and the TGO growth according to aging time was obtained.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.116.1-116.1
• /
• 2016

반도체 가스센서에서는 가연성 및 탄화수소계 가스를 감지 하기 위해서 $100{\sim}500^{\circ}C$ 이상의 동작온도를 필요로 한며, 이에 따라 반도체식 가스센서의 마이크로 히터 소재는 고온에서 열적 안정성이 있는 소재가 요구된다. 현재 상용화되고 있는 반도체식 가스센서는 실리콘(Silicon) 기반의 MEMS 기술을 이용한 가스센서이며, 구조적으로나 성능적 한계가 드러남에 따라 실리콘 이외의 다양한 재료의 MEMS 응용기술 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 실리콘의 재료적 한계를 극복하기 위해 다공성 알루미늄 산화물(AAO)을 기판으로 사용하여 마이크로 히터를 제작하였다. AAO의 제작에 앞서 CMP, 화학연마, 전해연마를 이용하여 적합한 전처리 공정을 선정하였고, AAO 제작 시 온도, 시간, 전압의 변수를 주어 마이크로 히터 기판에 적합한 공정을 탐색하였다. 마이크로 플랫폼은 MEMS 공정으로 제작되었으며, PR(Photo Resist)을 LPR(Liquid Photo Resist)과 DFR(Dry Film Resist)로 각각 2종 씩 선택하여 AAO에 적합한 제품을 선정하였다. 제작된 마이크로 히터는 $1.8mm{\times}1,8mm$로 소형화 하였고, 열손실의 제어를 위해 열확산 방지층을 추가하였다. 구동 온도, 소비전력, 장시간 구동시 안정성의 측정 및 평가는 적외선 열화상 카메라와 kiethly 2420 source meter를 이용하여 측정하였으며, 열확산 방지층의 유 무에 따른 온도 분포 및 소비전력을 비교평가 하였다. 최종적으로는 현재 사용화 되어있는 가스센서들의 소비전력과 비교 평가 하여 논의 하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
• /
• 제37권5호
• /
• pp.27-37
• /
• 2017

In this study, an artificial solar simulator composed of a 2.5 kW Xe-Arc lamp and mirror reflector was used to carry out the solar thermal two step thermochemical water decomposition cycle which can produce high efficiency continuous hydrogen production. Through various operating conditions, the change of hydrogen production due to the possibility of a dual-zone reactor and heat recovery were experimentally analyzed. Based on the reaction temperature of Thermal-Reduction step and Water-Decomposition step at $1,400^{\circ}C$ and $1,000^{\circ}C$ respectively, the hydrogen production decreased by 23.2% under the power off condition, and as a result of experiments using heat recovery technology, the hydrogen production increased by 33.8%. Therefore, when a thermochemical two-step water decomposition cycle is conducted using a dual-zone reactor with heat recovery, it is expected that the cycle can be operated twice over a certain period of time and the hydrogen production amount is increased by at least 53.5% compared to a single reactor.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.78-78
• /
• 2010

그래핀(Graphene)은 탄소원자가 육각형 벌집(honeycomb)구조로 빼곡히 채워진 2차원의 단원자 층으로 역학적 강도와 우수한 화학적/열적 안정성 및 흥미로운 전기 전도 특성을 가지고 있다. 이러한 그래핀의 우수한 특성으로 인하여 현재 기초연구뿐만 아니라 응용연구 등 많은 연구들이 진행되고 있다. 일반적으로 그래핀의 우수한 물리적 특성들은 그래핀의 층수, 모서리(edge)구조, 결함(defect), 불순물 등에 의해 크게 좌우되는 것으로 알려져 있다. 따라서 그래핀의 구조 및 결함정도를 자유로이 제어하고 그에 따르는 특성 변화를 관찰하는 것은 기초연구의 측면에서 뿐만 아니라 향후 그래핀 응용에 있어서도 매우 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 그래핀의 내산화 특성을 연구하기 위하여, 그래핀을 열 및 플라즈마 산화 분위기에 노출시킨 후, Raman 분광법을 이용하여 광학적, 구조적 변화를 분석함으로써 그래핀의 내산화 특성에 대하여 조사하였다. 그래핀은 실리콘 웨이퍼에 전자빔증착법으로 니켈박막을 증착한 후 열화학증기증착법으로 합성하였으며, 메탄가스를 원료가스로 $900^{\circ}C$ 전후에서 합성하였다. 합성한 그래핀은 산화반응 시 기판의 영향을 제거하기 위하여 트렌치 구조의 기판 위에 전사(transfer)함으로써 공중에 떠있는 구조를 구현하였다. 열 산화의 경우, 합성한 그래핀을 대기분위기의 고온($500^{\circ}C$) 챔버에 넣고 처리시간에 따른 특성변화를 살펴보았다. 플라즈마 산화의 경우는 공기를 이용하여 직류플라즈마를 발생시킨 후 0.4 W의 낮은 플라즈마 파워를 이용하여 플라즈마 산화처리와 특성평가를 매회 반복하였다. 그래핀의 특성분석은 Raman분광기와 광학현미경, 원자힘현미경(AFM) 등을 이용하여 분석하였으며, 상기 결과들은 향후 산화환경에서의 그래핀 응용소자 개발에 유용할 것으로 예상된다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
• /
• 한국자원리싸이클링학회 2006년도 고분자리싸이클링 심포지엄
• /
• pp.39-54
• /
• 2006

폐플라스틱으로부터 만든 재생연료유의 연료특성 향상을 위하여 수첨 열분해 실험을 수행하였다. 주요 실험인자로 반응온도($300^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$), 촉매(알루미나-실리카, 활성탄, 제올라이트)를 선정하였고 이들이 액상 생성물의 인화점, 동점도, 고형물 함량에 미치는 영향을 조사하였다. $300^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$ 온도에서 수첨 열분해는 재생연료유의 연료특성을 개선하는 효과가 있었다. $500^{\circ}C$ 이상 온도에서는 열분해반응이 활발하게 진행되어 생성물의 인화점이 급격히 낮아졌다. 촉매를 도입하여 생성물의 인화점을 높일 수 있었는데 이는 촉매가 수첨반응을 활성화하였기 때문으로 사료된다. 동점도는 무촉매 반응에서 가장 낮은 값을, 제올라이트 촉매 반응에서 가장 높은 값을 보였다. 고형물 제거율은 모든 반응조건에서 70 % 이상이었다. 조사한 촉매들 중에서 활성탄이 재생연료유의 수첨 열분해 반응에 가장 안정적이며 높은 활성을 보였다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제49권9호
• /
• pp.759-769
• /
• 2021

발사체 추진 시스템에서 Titanium Hydride Potassium Perchlorate (THPP)는 에너지를 인가받으면 gas를 발생시키는 pyrotechnic initiator로써 혹은 NASA Standard Initiator (NSI)의 supplement charge로써 흔히 사용되는 물질이다. 하지만 금속으로 이루어진 복합 화약이 오랫동안 보관이 되면 노화라는 문제에 직면하게 된다. 본 연구에서는 열분석 및 표면분석을 통하여 다양한 습도환경에서 노화된 THPP에 대하여 열역학적 특성의 변화를 확인하였고, 이를 바탕으로 THPP에 대한 전반적인 노화 메커니즘을 구축해내었다. 우선, THPP가 노화됨에 따라 산화제 표면의 균열빈도가 증가하고 길이가 길어졌는데, 이는 열·수분 노화가 공통적으로 산화제의 분해를 초래함을 보여준다. 이때 열 노화된 경우 Viton의 열화 현상이, 수분 노화된 경우 연료의 산화가 더욱 두드러졌다. 또한 실험을 통해 계산된 반응률에 대한 THPP의 화학반응인자의 경우 습도에 따라 크게 달라졌는데, 이는 수분이 THPP의 연소에 상당한 변화를 미쳐 결국에는 수명의 감소로 이어지게 될 것을 시사한다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2005년도 제24회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.35-38
• /
• 2005

하이드라진을 추진제로 쓰는 아크젯 추력기 내의 열화학적 유동장을 전산유체를 이용해 해석하였다. Ohm가열 및 Lorentz힘을 고려하기 위하여 Maxwell 방정식과 연계된 RANS 방정식을 이용하였으며, 매우 빠른 반응 및 광학적으로 두꺼운 매질을 가정하여 하이드라진의 화학 반응과 열복사를 해석에 포함하였다. 아크젯 추력기 내부 유동의 열-물리적 이해와 더불어, 해석의 결과는 0.6 kW의 가열에 의하여 성능지표인 추력과 비추력이 각각 $20\%와 200\%$가 향상됨을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제32권7호
• /
• pp.569-575
• /
• 2008

In this study, disk type of thermal barrier coating system for gas turbine blade was isothermally aged in the furnace changing exposure time and temperature. For each aging condition, bond tests for three samples were conducted for evaluating degradation of adhesive or cohesive strength of thermal barrier coating system. For as-sprayed condition, the location of fracture in the bond test was in the middle of epoxy which have bond strength of 57 MPa. As specimens are degraded by thermal aging, bond strength gradually decreased and the location of failure was also changed from within top coat at the earlier stage of thermal aging to the interface between top coat and TGO at the later stage due to the delamination in the coating.