• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.126-133
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• 2022

The objective of this is to experimentally investigate the effect of mixed jet on the oxygen transfer characteristics with the primary nozzle area ratio of an annular nozzle ejector for the application of a microbial fuel cell. A direct visualization method with a high speed camera system was used to capture the horizontal mixed jet images, and a binarization technique was used to analyze the images. The clean water unsteady state technique was used for the oxygen transfer measurement. The air-water mixed jet discharging into a water tank behaved similar to a buoyancy or horizontal jet with the primary nozzle area ratio. It was found that an optimum primary nozzle area ratio was observed where the oxygen transfer performance reached its maximum value due to the decrease of air volume fraction and the increase of jet length and air bubble dispersion.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권4호
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• pp.1157-1166
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• 2021

In this study, a numerical sensitivity analysis was performed to determine the fire suppression time for a large number of water mist nozzles in a large fire compartment. Fire simulations were performed using FDS (Fire dynamics simulator) 6.5.2 under the same condition as the test scenario 5 of the International Maritime Organization (IMO) 1165 test protocol. The sensitivities of input parameters including cell size, extinguishing coefficient (EC), droplets per second (DPS), and peak heat release rate (HRR) of fuel were investigated in terms of the normalized HRR and temperature distribution in the compartment. A new method of determining the fire suppression time using FDS simulation was developed, based on the concept of the cut-off time by cut-off value (COV) of the heat release rate per unit volume (HRRPUV) and the cooling time by the HRR cooling time criteria value (CTCV). In addition, a method was developed to determine the average EC value for the simulation input, using the cooling time and cut-off time.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제16권2호
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• pp.74-77
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• 2015

The cure kinetics of a neat epoxy system and epoxy/silica composite were investigated by DSC analysis. A cycloaliphatic type epoxy resin was diglycidyl 1,2-cyclohexanedicarboxylate and curing agent was anhydride type. To estimate kinetic parameters, the Kissinger equation was used. The activation energy of the neat epoxy system was 88.9 kJ/mol and pre-exponential factor was 2.64×10¹² min⁻¹, while the activation energy and pre-exponential factor for epoxy/silica composite were 97.4 kJ/mol and 9.21×10¹² min⁻¹, respectively. These values showed that the silica particles have effects on the cure kinetics of the neat epoxy matrix.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.238-243
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• 2012

저탄소 친환경 대체 에너지의 한 분야인 수소에너지는 화석연료의 개질 및 물의 전기분해 등 다양한 방법을 통해 얻어진다. 수소를 연료로 사용하는 연료전지인 PEMFC용 1kW급 평판형 수소생산시스템을 자체 개발 중이다. 연소조건에 따른 평판형 수소생산시스템의 개질적정온도까지의 승온시간과 CO, $O_2$, $CO_2$의 평균 농도를 통해 개질기 내 연소기의 특성을 조사하여 개질기의 적정 운전조건을 확인하였다. 차후 PEMFC용 고효율 평판형 수소생산시스템의 개발에 있어 수치해석, 수소수율 및 시스템의 전체 효율을 연구하기 위해 기초연구를 진행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.87.1-87.1
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• 2011

For commercial applications, MEA development must be optimized in order to achieve high performance and low cost. There are many factors that affect the performance of MEA. Especially, the optimization of the method for preparing catalyst layer has great effect on the performance of MEA. Various methods have been used to prepare the catalyst layer of MEA. Among them, spraying method has a merit in that catalysis lay can be prepared with very flexible changes in catalyst layer as well as in the solvent composition of catalyst ink. In addition, in order to reduce the time required for manufacturing catalyst layer, an effort has been made to change the nozzle size and injection pressure of spray system. Further, the operation condition of spray system was changed in various ways in an effort to prepare optimum catalyst layer of MEA. Having optimized the operation condition of spraying system, comprehensive and diverse experiments were carried out concerning various factors that affect the performance of MEA. The present research report describes the results of more sub-categorized and more detailed experiments about the important factors (Nafion$^{(R)}$ ionomer, Relative humidity) which have been shown in previous experiments to exert greater effect on the performance of MEA.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2008년도 하계학술대회 논문집
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• pp.18-20
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• 2008

An electrical balance of plant(EBOP) of a 600kW molten carbonate fuelcell (MCFC) has to transit from grid-connected(GC) mode to grid-independent(GI) mode when a grid is in a fault conditions. A minimum transition time is limited by four cycle for a 600kW MCFC to ride through a grid fault. In this paper, we propose a control algorithm of a 600kW EBOP for a MCFC system. The EBOP has three operation modes, i.e., GC mode, GI mode, and grid-synchronized(GS) mode. The EBOP controls output currents in a GC mode and regulates output voltages in GI or GS mode. GS mode is defined as an interface between GC mode and GI mode to make a mode transition smooth, i.e., limitation of inrush currents, regulation of output voltages within ANSI standard. Simulations and experiments carried out to verify the effectiveness of the proposed control algorithm.

• 한국표면공학회지
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• 제44권2호
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• pp.68-73
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• 2011

A Ni-W thin-film was synthesized by electrodeposition, and its corrosion resistance and electrical surface conductivity were investigated. Amount of tungsten in the Ni-W thin-film increased linearly with current density during the electrodeposition, and crack-free and low-crystalline Ni-21 at.%W coating layer was obtained. Corrosion resistances of the Ni-W thin-films were examined with an anodic polarization method and a storage test in a strong sulfuric acid solution. As a result, the Ni-21 at.%W thin-film exhibited the greatest corrosion resistance, and maintained the electrical surface conductivity even after the severe corrosion test, which could be applicable as a surface treatment for advanced metallic bipolar plates in fuel cell or redox flow battery systems.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.52-58
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• 2023

지구 기상이변에 대해 탄소중립의 중요성이 대두됨에 따라 무탄소 연료인 수소의 에너지원으로서의 활용도 역시 증대되고 있다. 일반적으로 수소는 연료전지(FC, Fuel Cell)에 활용되고 있으나, 이는 연소를 기반으로 하는 내연기관(ICE, Internal Combustion Engine)에도 활용될 수 있다. 특히 연료전지만으로 수소 활용 및 인프라 확장이 어려운 때에 이미 생산 측면이나 공급 측면에서 인프라가 기 구축되어 있는 내연기관은 수소 에너지 저변 확대에 큰 도움을 줄 수 있다. 다만 수소를 연소기반으로 활용할 경우 고온에서 공기 중 질소가 산소와 반응하여 유해배기물질인 질소산화물(NOx, Nitrogen Oxides)이 생성될 수 있는 단점은 존재한다. 특히 냉간 (Cold Start) 운전 영역시 포함될 EURO-7 배기규제의 경우 워밍업(Warm-up) 과정에서 발생하는 배기배출물의 저감을 위한 노력도 필요하다. 따라서 본 연구에서는 2 L급 수소 직접분사방식 전기점화 (SI, Spark Ignition) 엔진을 활용하여 냉각수를 상온에서 88 ℃로 워밍업하는 과정에서 질소산화물 및 연료소모율의 변화 특성을 살펴보았다. 특히 수소는 기존의 가솔린, 천연가스, 액화석유가스(LPG, Liquified Petroleum Gas)와 달리 가연범위(Flammable range)가 넓기 때문에 공기과잉률(Excessive air ratio)을 희박하게 조절할 수 있다는 장점이 있다. 이에 본 연구에서는 워밍업하는 과정에 있어서 공기과잉률을 1.6/1.8/2.0으로 변화하여 그 결과를 분석하였다. 본 실험의 결과는 워밍업 시 공기과잉률이 희박해질수록 시간당 질소산화물의 배출이 적고, 열효율도 상대적으로 높으나 최종 온도까지 도달 시간이 길어짐에 따라 누적 배출량 및 연료소모율은 악화될 수도 있음을 시사한다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권8호
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• pp.1050-1060
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• 2012

SOFC시스템 고효율화의 한 방법으로 SOFC/GT 하이브리드시스템은 유효하다. 그러나 시스템의 출력 규모가 수십 MW급의 선박용이라면 하부시스템으로 사용되는 GT시스템의 냉각방식 도입은 장치를 복잡하게 만들고 제어 또한 쉽지 않게 된다. 따라서 선박용으로는 SOFC/GT(유냉각) 하이브리드시스템보다 SOFC/GT(무냉각) 하이브리드시스템이 더 적합해 보인다. 본 연구는 SOFC/GT(무냉각) 하이브리드시스템을 구축하고 그 시스템에 대한 스택의 작동온도와 전류밀도, 가스터빈의 압력비, TIT가 시스템의 성능에 미치는 영향 등을 시뮬레이션을 통하여 검토한 것으로 공기압축기 소요 동력의 증가에도 불구하고 전기적 효율은 상승되며 TIT에는 운전을 위한 제한된 온도범위가 존재한다는 것을 알 수 있었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.341-347
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• 2010

본 연구에서는 부탄 개질기 운전조건에 따른 SOFC 시스템 효율을 모델링을 통해 분석하였다. SOFC 시스템은 크게 개질기, SOFC, 폐열 회수 장치로 구성하였다. 탄화수소 개질 반응으로 선택한 수증기 개질 반응은 흡열반응인 데에 반해 SOFC 에서 일어나는 전기화학반응은 발열반응이다. 따라서 시스템의 열관리 방법에 따라 효율이 크게 달라진다. 세부적으로 수증기 개질 반응은 운전 온도에 따라 수증기 개질 반응과 예개질 반응으로 분류되는데, 해석 결과 예개질 반응을 적용한 SOFC 시스템의 경우 더 높은 효율을 나타내었다. 시스템의 효율은 SOFC 온도 유지를 위한 열량과 온수로 회수되는 열량에 따라 달라지는데, 예개질 반응을 적용할 경우, 열관리가 더욱 효율적이어서 높은 효율을 나타내는 것으로 분석되었다.