• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.489-496
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• 2021

The performandce of polymer electrolyte membrane fuel cell depends on the effective management of heat and product water by the electrochemical reaction. This study is designed to investigate the parametric change of heat management along the channel of polymer electrolyte membrane. The model was developed by an aspen custom modeler that it can solve differential equation with distretization model. The model can simulate water transport through the membrane electrolyte that is coupled with heat generation. In order to verify the model, it is compared with the experimental data. The water transport behavior is then evaluated with the simulation model.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권4호
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• pp.219-227
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• 2021

Hydrogen isotopes, which are used as raw materials in fusion reaction, participate in the reaction only in small amount, and most of them are released together with impurities. In order to recover and reuse only hydrogen isotopes from this exhaust gas, a recovery process is required, and most of the hydrogen isotopes can be recovered using a Pd Membrane. In this study, the recovery rate of hydrogen isotopes was measured through the first and second stage Pd membrane experiments. In the case of the experiment using a single stage Pd membrane, about 99.2%, and in the case of the first stage and second stage Pd membrane connection experiments, a recovery rate of 99.9% or more was obtained. Therefore, the recovery rate of Pd membrane process applied to hydrogen can be applied to hydrogen isotopes. In addition, the simulation model was established using aspen custom modeler, a commercial software, and the validity of the simulation was checked by applying the references and experimental data. The simulation results based on the experimental data showed a difference of 2% or less.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.423-431
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• 2011

최근 대체에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 수소에너지를 기반으로 하는 차세대 발전 장치인 연료전지 관련 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히, 고온 연료전지의 대표적인 형태인 용융 탄산염 연료전지(MCFC: Molten Carbonate Fuel Cell, 이하 MCFC)는 전력사업용으로의 높은 가능성을 인정받아 화석연료를 대체할 발전방식으로 평가 받고 있다. 본 연구에서는 Aspen Custom Modeler($ACM^{TM}$)에서 평형반응식을 이용하여 스택 모델을 구성한 후, Aspen $Plus^{TM}$에서 BOP(Balance of Plant) 시스템과 스택을 연결하여 전체 MCFC 발전 시스템의 정상상태를 모사하였다. 모델의 유효성을 입증하기 위해서 전류밀도, 연료이용률, S/C ratio, 재순환 흐름 비와 같은 주요 조업변수에 따른 셀 전압, 전력, 효율 등 시스템의 성능을 분석하였다. 그리고 Aspen $Dynamics^{TM}$에서 PID제어 방식을 적용하여 제어루프를 구성하였고 부하변화, 설정점 변화, 재순환 흐름비 변화에 따른 각각의 사례연구를 통하여 전체 시스템의 성능변화를 예측하였다. 그 결과 연료이용률과 전류밀도의 변화에 따른 전체 시스템의 최대 발전 효율 및 출력전압을 위한 운전조건을 제안하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.761-768
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• 2016

분리막을 이용한 탄화수소계 가스의 종 분리는 화학적 방법에 비해 공정 구성이 용이하고, 유지 보수가 쉬우며 또 경제성이 우수하다. 분리막 기술의 발전과 함께 다양한 응용이 가능하지만, 이를 위한 체계적인 공정 연구를 위한 해석 방법은 다양하지 않다. 본 연구에서는 상용 프로그램에서 제공하는 유저 루틴을 이용해 분리막의 공정 해석을 하기 위한 분리막 물질 전달 모델을 개발하였다. 모델 개발에서는 집중용량법, 다중 셀 기법, 그리고 차분형 모델링 기법을 비교하여 각각의 특징을 분석하였으며, 확장성과 정밀도가 우수한 차분형 모델링 기법을 최종 모델로 선정하였다. 선정모델을 이용해 분리막의 가스 투과율에 영향을 주는 인자인 투과율, 투과면적, 양단 압력차, 투과 유량 등에 대한 기초 해석을 수행하였다. 이를 통해 압력비가 높아지게 되면 투과율은 점진적으로 향상되지만, 실제 선택도는 압력비 상승에 대해 최적점이 존재함을 알 수 있으며, 투과율도 최적점이 존재하였다.