• 제목/요약/키워드: Fuel Cell Temperature

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Y2O3-BN 복합체의 미세구조 및 내플라즈마 특성 (Microstructure and plasma resistance of Y2O3-BN composites)

  • 이현규;이석신;김비룡;박태언;윤영훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제24권3호
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    • pp.127-132
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    • 2014
  • $Y_2O_3$-BN 세라믹 복합체를 제작하기 위해서, 분말 입도 $3{\sim}10{\mu}m$$Y_2O_3$ 분말을 분산한 슬러리에 pH 조절제인 NaOH를 첨가하였으며 결합제로는 PVA, 가소제로는 PEG를, BN 분말과 혼합하고, 분무건조(spray drying)공정을 거쳐 $Y_2O_3$ 혼합 분말을 제조하였다. ${\O}14mm$ 크기의 $Y_2O_3$-BN 시편을 성형하고, $1550^{\circ}C$$1600^{\circ}C$에서 소결하여 $Y_2O_3$-BN 복합체를 제작하였다. BN 투입량과 소결온도의 변수에 따른 미세구조, 순도, 꺽임강도, 열팽창계수, 밀도, 체적저항, 내플라즈마 특성을 조사하였다.

터널 화재시 종류식 환기가 연소율 변화에 미치는 영향에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Effect of Longitudinal Ventilation on the Variation of Burning Rate in Tunnel Fires)

  • 양승신;김성찬;유홍선
    • 터널과지하공간
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    • 제15권1호
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    • pp.55-60
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    • 2005
  • 본 연구는 터널내 화재 발생시 종류식 환기가 연소율 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 Froude scaling에 의해 1/20크기로 축소한 모형화재 실험을 수행하였다. 화원으로는 $8.5cm{\sim}14.5cm$의 메탄올을 사용하였으며 발열량은 $3.57{\sim}10.95kW$이다. 연소율은 로드셀을 이용하여 산출하였고, 연기거동을 파악하기 위하여 K형 열전대를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 풍동은 터널의 한쪽부분과 연결하였고, 터널 공간의 배연속도를 제어하기 위하여 풍동의 전압을 조절하였다. 메탄올 화재인 경우 배연속도가 증가할수록 냉각효과로 인하여 연소율은 감소하였으며, 또한 같은 무차원속도(V)일때 화원 크기가 커짐에 따라 연소율은 감소하였다.

고효율 소형 연료전지의 개발 : I.유기-무기 나노복합 전해질막의 합성 (Development of High-Efficient Small Euel Cells : I. Synthesis of Organic-Inorganic Nanocomposite Electrolyte Membranes)

  • 박용일;문주호;김혜경;김석환
    • 한국세라믹학회지
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    • 제42권1호
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    • pp.50-55
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    • 2005
  • (3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane(MPTS)의 thoil기(-SH)의 적절한 산화 및 (3-glycidoxypropyl) trimethooxysilane(GHS)와의 수화/중축합 반응을 통하여 얻어진 고분자 기질을 사용하여 새로운 고 프로톤 전도성 유기-무기 나노복합막을 성공적으로 합성하였다. 합성된 나노복합막으로부터 얻어진 프로톤 전도도는 $25^{circ}C$에서 $10^{-2} S/cm$ 이상의 높은 값을 나타내었으며, 온도와 상대습도를 $70^{circ}C$$100RH\%$로 증가시킴에 따라 전도도는 $3.6{\times}10^{-1}$ S/cm까지 증가하였다. 복합체의 높은 프로톤 전도도는 MPTS 말단의 thiol의 산화에 의해 얻어지는 아황산기$(-SO_{3}^{-})$가 프로톤 donor로서 작용하고, GHS로부터 유도된 'pseudo polyethylene oxide' 네트워크가 프로톤의 전도 path로 작용하고 있음을 나타낸다.

터널 화재시 배연속도가 연소율변화에 미치는 실험적 연구 - Heptane 풀화재 경우 (An Experimental Study on the Ventilation velocity of the Variation of Burning rate in Tunnel Fires - Heptane pool fire case)

  • 유홍선;양승신
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제7권2호
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    • pp.109-117
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    • 2005
  • 본 연구는 터널내 화재시 배연속도가 연소율 변화에 미치는 영향을 파악하기 위하여 Froude scaling에 의해 1/20 크기로 축소한 모형화재 실험을 수행하였다. 화원으로는 4.5cm~8.5cm의 헵탄을 사용하였으며 발열량은 3.71~15.6 kW이다. 연소율은 로드셀을 이용하여 산출하였고, 연기거동을 파악하기 위하여 K형 열전대를 이용하여 온도분포를 측정하였다. 풍동은 터널 상류 한쪽부분과 연결하였고, 터널 공간의 배연속도를 제어하기 위하여 풍동의 인버터를 조정하였다. 헵탄 풀화재인 경우 배연속도가 증가할수록 충분한 산소의 공급으로 연소율은 증가하였으며, 같은 무차원 속도($\bar{V}$) 일때 화원 크기가 작아짐에 따라 연소율은 증가하였다.

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화학환원법(化學還元法)을 이용(利用)해 제조(製造)한 20% Pt/C 캐소드 촉매(觸媒)의 열처리(熱處理)에 따른 산소환원반응(酸素還元反應) 평가(評價) (Oxygen Reduction Reaction Evaluation of Synthesized 20% Pt/C with Beat Treatment by Chemical Reduction Method)

  • 김진환;강석민;;류호진
    • 자원리싸이클링
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    • 제18권5호
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    • pp.12-18
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    • 2009
  • 고분자전해질 연료전지용 캐소드 촉매로서 화학환원법을 이용하여 20% Pt/C 제조하고 다양한 온도($300-600^{\circ}C$)열처리하여 산소환원반응을 평가하였다 $300-400^{\circ}C$에서 열처리한 20% Pt/C가 높은 산소환원반응 활성을 나타냈으며, 특히 $300^{\circ}C$에서 열처리한 촉매를 0.6V에서의 정전위를 측정한결과, 열처리하지 않은 촉매에 비해서 산소환원 반응 활성정도가 2배 높게 나타났다. TEM 및 XRD 분석을 이용하여 조사한 결과, 열처리 온도가 높아짐에 따라서 백금 입자 크기가 커지고 결정화도가 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 결과에서 산소환원반응 활성을 위한 백금의 입자 크기와 결정화도가 $300^{\circ}C$에서 최적화되는 것으로 판단된다.

Aging Effect of Poly(vinyl alcohol) Membranes Crosslinked with Poly(acrylic acid-co-maleic acid)

  • Rhim Ji Won;Hwang Ho Sang;Kim Dae Sik;Park Ho Bum;Lee Chang Hyun;Lee Young Moo;Moon Go Young;Nam Sang Yong
    • Macromolecular Research
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    • 제13권2호
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    • pp.135-140
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    • 2005
  • Poly(vinyl alcohol) (PVA) membranes crosslinked with poly(acrylic acid-co-maleic acid) (PAM) were prepared to investigate the effect of aging on their morphology by swelling them for up to 7 days. PAM was used both as a crosslinking agent and as a donor of the hydrophilic-COOH group. A $30 wt\%$ weight loss of the dry membrane was observed in the swelling test after 6 days. The surface of the membrane was dramatically changed after the swelling test. The surface roughness of the PVA/PAM membrane was increased, as determined by atomic force microscopy (AFM). The swelling loosened the polymer structure, due to the release of the unreacted polymer and the decomposition of the ester bond, thereby resulting in an increase in the free volume capable of containing water molecules. The water molecules present in the form of free water were determined by differential scanning calorimetry (DSC). The fraction of free water increased with increasing swelling time. The swelling of the membrane may provide space for the transport of protons and increase the mobility of the protonic charge carriers. The proton conductivity of the membranes measured at T= 30 and $50^{\circ}C$ was in the range of $10^{-3} to 10^{-2} S/cm$, and slightly increased with increasing swelling time and temperature.

PEMFC에서 전극의 CO 내성 및 막 내구성에 미치는 Ru/C 촉매의 영향 (Effects of Ru/C Catalyst on the CO Tolerance of Anode and Durability of Membrane in PEMFC)

  • 심우종;김동환;최서희;김기중;안호근;정민철;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권2호
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    • pp.286-290
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    • 2008
  • 고분자전해질 연료전지는 $60{\sim}80^{\circ}C$ 운전 온도에서 개질 가스에 약간의 일산화탄소만 있어도 백금 표면에 CO가 강하게 흡착하여 촉매기능을 방해한다. 본 연구에서는 일산화탄소를 산화시키기 위해 Ru/C 층(CO 필터)을 Pt/C 층과 가스 확산층(GDL) 사이에 위치 시켰다. Ru/C 필터는 PEMFC anode가 좋은 CO 내성을 갖게 했으나 Ru/C 필터 두께로 인한 물질전달 저항과 전하 전달 저항증가에 의한 단위전지 성능저하가 0.6 V에서 약 10% 있었다. 고분자막의 열화는 PEMFC 수명을 단축시키는 주요 원인이 되고 있다. 막 내구성은 전극의 촉매 종류에 영향을 받을 수 있다. 가속실험결과 Ru/C 촉매가 불소유출 속도를 향상시킴을 보임으로써 Ru/C 촉매 첨가가 PEMFC 수명을 단축시킬 수 있음을 보였다.

구리로 이온교환된 NaY 제올라이트에 의한 유기 황 화합물들의 흡착제거 비교연구 (Comparative Study on Adsorptive Removal of Organic Sulfur Compounds over Cu-Exchanged NaY Zeolites)

  • 정갑순;이석희;천재기;박동호;우희철
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제48권4호
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    • pp.534-539
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    • 2010
  • 메탄 속에 포함되어 있는 TBM, THT, DMS 등의 유기 황 화합물에 대한 흡착 제거가 NaY와 CuNaY 제올라이트를 이용하여 303 K, 대기압 조건하에서 수행되었다. 삼성분계 흡착시스템 실험을 통해, NaY에서는 THT의 선택적 흡착이 목격되었으며, CuNaY에서는 모든 유기 황 화합물의 동시 흡착이 일어났다. 이러한 현상은 파과흡착곡선, 승온탈착, 겉보기 탈착 활성화 에너지 등의 실험결과로 부터 설명될 수 있었다. 황에 대한 흡착능은 CuNaY(2.90~3.20 mmol/g)가 NaY(0.70~0.90 mmol/g)보다 매우 우수하였다. 본 연구결과는 CuNaY에 존재하는 $Cu^{1+}$ 흡착점과 강한 산의 세기가 황 원자와의 강한 상호작용을 유발하여 높은 황 흡착능을 갖게 하는 것으로 이해된다.

Cathode Materials LaNi1−xCuxO3 for Low Temperature Solid Oxide Fuel Cells

  • Sun, Juncai;Wang, Chengli;Li, Song;Ji, Shijun
    • 한국세라믹학회지
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    • 제45권12호
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    • pp.755-759
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    • 2008
  • New cathode materials $LaNi_{1-x}{Cu_x}{O_3}$ (typically $LaNi_{0.8}Cu_{0.2}O_3$) were synthesized using a co-precipitation method. The structure and morphology of the powders were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The composite material [$Ce_{0.8}Sm_{0.2}O_{2-\ddot{a}}$(SDC) and carbonate (${Na_2}{CO_3},{Li_2}{CO_3}$)], NiO and $LaNi_{1-x}{Cu_x}{O_3}$ were used as the electrolyte, anode and cathode, respectively. The electrochemical performance of La-Ni-Cu-O perovskite oxide at low temperatures ($400{\sim}550^{\circ}C$) was studied. The results showed that $LaNi_{0.8}Cu_{0.2}O_3$ precursor powder prepared through a co-precipitation method and calcined at $860^{\circ}C$ for 2 h formed uniform grains with diameters in the range of $400{\sim}500\;nm$. The maximum power density and the short circuit current density of the single cell unit at $550^{\circ}C$ were found to be $390\;mW/cm^2$ and $968\;mA/cm^2$, respectively.

공기열원 및 수열원을 이용한 열펌프 시스템의 성능특성에 관한 연구 (A study on the comparison of the performance of a heat pump system with air and water heat sources)

  • 고원빈;박윤철
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제40권7호
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    • pp.563-568
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    • 2016
  • 본 연구는 연료전지 자동차용 공기조화기의 난방성능평가를 위하여 기존의 전반적인 히트펌프 시스템 중 공기열원 히트펌프 시스템의 증발기를 판형열교환기로 교체하여 시스템에 흐르는 냉매와 연료전지 스택 폐열을 직접 열교환이 가능한 수열원 이용이 가능한 난방시스템의 성능실험을 수행하였다. 실험결과에서 압축기의 회전수가 높을수록 소비동력이 증가하였다. 공기열원 이용방식의 경우 압축기 회전수가 1,200rpm이고 EEV개도가 25%인 경우 $COP_h$가 2.03으로 가장 높게 나타났고, 같은 압축기의 회전수에서 수열원 시스템은 EEV개도가 75% 및 스택 폐열의 온도가 $50^{\circ}C$인 경우 $COP_h$가 9.42로 가장 높게 나타났다.