• 한국추진공학회지
• /
• 제15권6호
• /
• pp.7-14
• /
• 2011

하이드라진을 단일추진제로 사용하는 추력기는 인공위성 및 발사체의 자세제어를 위한 용도로 다양한 크기로 제작되어 사용되어왔다. 하이드라진과 분해생성물인 암모니아의 독성으로 인해 취급과 시험이 매우 까다롭기 때문에 여러 설계 변수로 인한 영향을 수치해석을 이용하여 분석 한다면 시간과 비용을 절약할 수 있다. 본 연구에서는 촉매대를 1차원 다공성 매질로 모델링하여 수치해석을 수행하였다. 이를 통하여 촉매대 파손에 따른 특성변화를 고려하여 발생 가능한 물리현상을 수치해석을 통해 파악하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국추진공학회 2007년도 제28회 춘계학술대회논문집
• /
• pp.110-113
• /
• 2007

하이드라진 추력기에 적용되는 분해촉매의 국산화 개발과정에 필수적으로 요구되는 사항이 추력기를 통한 성능평가 과정이며 특히, 추력기의 임무수명 요구조건을 평가하는 장기성능 연소시험을 통해 촉매에 대한 최종적인 성능검증이 이루어지게 된다. 본 논문에서는 이에 대한 사항으로 촉매에 대한 성능평가 및 장기성능시험에 대한 시험과정, 시험 시퀀스 및 결과분석에 대해 기술하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.59-67
• /
• 2014

1 N급 단일추진제 하이드라진 추력기 개발모델에 대한 인수수준 랜덤 진동시험과 장기수명 연소시험이 수행되었다. 랜덤 진동시험 결과로부터 1 N급 추력기 개발모델로 구성된 이중추력기모듈의 고유 진동수는 부품수준 요구조건(100 Hz)을 상회하였으며, 구조적으로 강건함을 확인하였다. 또한 20 kg 이상의 추진제가 사용된 장기수명 연소시험 결과 연속모드 추력 감소는 약 7% 이하, 추력 불안정 현상은 ${\pm}5%$ 이내로 나타났다. 컴퓨터단층촬영을 이용해 추력기 내부의 촉매를 촬영한 결과 촉매의 손실은 약 7% 이하로 추력기 개발모델의 설계가 적절함을 보여주었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
• /
• pp.3049-3052
• /
• 2008

MCFC(molten carbonate fuel cell) power generation system is prime candidate for the utilization of fossil based fuels to generate ultra clean power with a high efficiency. In the MCFC power plant system, a combustor performs a role to supply high temperature mixture gases for cathode and heat for reformer by using the stack off-gas of the anode which includes a high concentration of $H_2O$ and $CO_2$. Since a combustor needs to be operated in a very lean condition and to avoid excessive local heating, catalytic combustor is usually used. The catalytic combustion is accomplished by the catalytic chemical reaction between fuel and oxidizer at catalyst surface, different from conventional combustion. In this study, a mathematical model for the prediction of internal flow and catalytic combustion characteristics in the catalytic combustor adopted in the MCFC power plant system is suggested by using the numerical methods. The numerical simulation models are then implemented into the commercial CFD code. After verifying result by comparing with the experimental data and calibrated kinetic parameters of catalytic combustion reaction, a numerical simulation is performed to investigate the variation of flow and combustion characteristics by changing such various parameters as inlet configuration and inlet temperature. The result show that the catalytic combustion can be effectively improved for most of the case by using the perforated plate and subsequent stable catalytic combustion is expected.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.97-97
• /
• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.

• 청정기술
• /
• 제22권4호
• /
• pp.211-224
• /
• 2016

가솔린 자동차의 내연기관 배기가스 처리를 위한 촉매로 삼원촉매가 널리 사용되고 있다. 반면 디젤 자동차의 배출 오염 물질 처리를 위해서는 다양한 기술들이 연구개발되고 있다. 디젤 자동차의 특징인 희박연소 조건에서 발생하는 질소산화물의 저감과 제거를 위해 티타니아에 담지된 바나듐 촉매가 상용화되어 있다. 바나듐 촉매를 이용한 질소산화물 저감기술은 암모니아를 환원제로 이용함으로써 대형 디젤 차량에 효과적으로 적용할 수 있다. 최근 활발하게 연구개발이 이루어지고 있는 구리가 이온 교환된 제올라이트 촉매는 초고연비 자동차 개발의 필수 기술로 인식되고 있다. 본 총설에서는 디젤 엔진의 배기가스 중 질소산화물을 효과적으로 제거하기 위한 후처리 기술 중 하나인 암모니아를 이용한 선택적 촉매 환원 반응의 촉매로 사용되는 구리가 이온 교환된 제올라이트 촉매와 관련한 최근 연구개발 동향을 소개하고자 한다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제32권10호
• /
• pp.928-935
• /
• 2010

폐 목재 소각 보일러 배가스로부터 질소산화물을 저감하기 위하여 설치된 선택적촉매환원 공정의 시운전 중에 전단에 설치된 여과포의 일부 소실이 발생되었다. 여과포 소실에 따른 불완전 연소 가스는 2단으로 설치된 저온 탈질촉매 표면을 미연탄소로 침적시켜 촉매의 탈질 효율을 급격히 저감시켰다. 활성 저하의 원인 분석을 위하여 XRD, EDX, BET, TGA, SEM 등 다양한 특성 분석을 실시하였다. 재생 방법으로 산 세척, 초음파 수 세척, 공기 중 소성의 방법을 적용한 결과, 공기분위기에서 $450^{\circ}C$로 2시간 소성하는 것이 최적조건 임을 밝혀내었다. 재생된 촉매는 2 cm ${\times}$ 2 cm ${\times}$ 10 cm(촉매 무게 10 g) Honeycomb 촉매 시료를 이용하여 활성을 측정한 결과 사용 전 촉매와 동일한 수준의 활성인 $180^{\circ}C$에서 NOx저감 효율 100%를 나타내었다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.9-17
• /
• 2002

본 연구에서는 Butacene과 ${Bi_2}{O_3}$함량 변화에 따라 혼합된 추진제 8종을 대상으로 Shotgun/RQ Bomb 시험에 의한 추진제 폭연 특성을 살펴보았다. 추진제 연소속도와 기계적 특성은 추진제 폭연 특성에 크게 영향을 줄 수 있는 인자로 알려져 있다. 바인더이면서 연소촉매로 작용하는 Butacene(Ferrocene grafted HTPB)의 함량이 5.5% 이상에서는 탄속 135 m/s에서 모두 연소되었는데, 이는 Butacene이 고속으로 충격시 매우 민감한 물질로 작용함을 알 수 있었다 시험 결과 추진제의 연소속도가 압력 1500 psia에서 25 mm/s 이하의 추진제는 UN Test Series 7c(ii) 규격을 만족하였다. 현재까지의 결과로 볼 때 추진제의 폭연 특성은 추진제의 연소속도에 의존하는 것으로 판단된다.

• 청정기술
• /
• 제22권2호
• /
• pp.114-121
• /
• 2016

본 연구에서는, 연소로에서 발생하는 질소산화물을 제거하기 위한 V/TiO₂ 촉매의 제조조건에 따른 SCR 반응활성 및 SO₂ 내구성 증진 연구를 수행하였다. 제조된 촉매들은 XPS, Raman, H₂-TPR, SO₂-TPD를 이용하여 특성분석을 수행하였다. 촉매활성 및 SO₂ 내구성을 고려하였을 때 바나듐 함량은 2 wt%가 최적이었다. 텅스텐을 promotor로 첨가하였을 경우, 저온에서의 환원능력의 증진과 SO₂ 흡착량 감소로 인하여 우수한 반응활성과 SO₂ 내구성을 나타내었다. 또한 촉매 제조 시 바나듐용액의 pH가 낮아질수록 촉매표면에 형성되는 바나듐이 고분산되어 표면 crystalline V₂O₅ 종의 형성을 억제하였고, 이로 인해 우수한 반응활성을 나타내었다. CO에 대한 내구성도 우수하여 CO가 발생하는 연소로에서도 사용가능 함을 확인하였다.

• 한국추진공학회지
• /
• 제11권4호
• /
• pp.67-73
• /
• 2007

최근에 친환경 로켓 추진제로 과산화수소가 새로운 관심을 받게 됨에 따라 이에 대한 연구를 수행하기 위해 은을 촉매로 사용한 과산화수소 단일추진제 추력기와 시험설비를 개발하였다. 본 논문에서는 설계 제작된 추력기와 시험설비를 소개하고, 점화시험을 통해 연소실 압력 및 온도, 점화지연 시간, 특성 배기속도 등의 추력기 성능을 분석하였다. 점화시험 결과 정상상태 운전조건에서 95%까지의 높은 특성배기속도 효율을 확인하였다.