• 제목/요약/키워드: High-pressure hydrogen

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사워가스 처리기술 및 제거기술 (The Sour Gas Treatment and Removal Technology)

  • 김영철;조진동;오창섭
    • 에너지공학
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    • 제25권1호
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    • pp.171-176
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    • 2016
  • 신흥 선진국들의 급격한 에너지소비 증가와 청정에너지 자원의 고갈로 인해 현재 개발 단가가 높은 미개발 오일 가스 저유지를 개발하고 있는데 이들 오일 가스전은 다량의 부식성 황 화합물($H_2S$)과 $CO_2$, 부탄, 메르캅탄(mercaptan)등을 함유하고 있다. $H_2S$ 가스는 인체에 치명적인 영향을 미치는 독성가스 중 하나이며, $CO_2$ 가스는 지구 온난화에 영향을 가장 많이 미치고 있는 온실가스 중 하나이다. 이러한 유전과 가스전 개발에는 특수 장비와 작업을 안전하게 할 수 있는 고도의 기술력이 필수적이기 때문에 선진국들은 $H_2S/CO_2$ 가스를 함유하고 있는 사워가스/산성가스 처리와 제거기술을 개발하고 있다. 가스전의 가스(raw gas) 처리기술은 저유지의 특성 및 가스에 함유된 $H_2S$의 구성요소들에 의해 좌우된다. 여기서는 많은 양의 황산을 함유하고 있는 오일과 가스에 대한 효율적인 처리 및 처리 비용 그리고 분리장치 기술 및 생산시스템에 관한 문제에 대해서 서술하고자 한다.

Zr1-xTixV0.4Ni1.2Mn0.4-yMoy계 합금전극의 Mo 함량에 따른 물성 및 전극특성 (Electrode properties upon the substitution of Mo for Mn in Zr-basd AB2-type Hydrogen Storage Alloys)

  • 서찬열;박충년
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제11권4호
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    • pp.189-202
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    • 2000
  • $AB_2$ type Zr-based Laves phases alloys have been studied for potential application as a negative electrode in a Ni-MH battery. The $AB_2$-type electrodes have a much higher energy density than $AB_5$-type electrodes per weight, however they have some disadvantages such as poor activation behavior and cycle life etc. Nonetheless, the $AB_2$-type electrodes have been studied very extensively due to their high energy density. In this study, in order to develop the cycle life, the Mn of $AB_2$ alloy composition was substituted partially by Mo. The alloys were melted by arc furnace and remelted 4-5 times for homogeneity. The alloy powder was used below 200-325 mesh for experiments. The structures and phases of the alloys were analyzed by XRD, SEM and EDS, and measured the curve of a pressure-composition isotherms. The electrodes were prepared by cold pressing of the copper-coated(25 wt%) alloy powders, and tested by a half cell. The results are summarized as follows. The cycle life was improved with the increase of Mo amount in $Zr_{1-x}Ti_xV_{0.4}Ni_{1.2}Mn_{0.4}Mo_y$(x=0.3, 0.4) and the activation was faster, whereas the discharge capacity decreased.

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블루수소 생산을 위한 이산화탄소 포집용 2단 분리막 공정 최적화 연구 (Membrane-Based Carbon Dioxide Separation Process for Blue Hydrogen Production)

  • 박진우;이준협;허소연;여정구;심재훈;임진혁;이충섭;김진국;이정현
    • 멤브레인
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    • 제33권6호
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    • pp.344-351
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    • 2023
  • 본 연구에서는 중공사형 이산화탄소 분리막 모듈을 사용하여 수소개질기 배가스로부터 이산화탄소 포집을 목적으로 한 분리막 공정 최적화 연구를 진행하였다. 랩스케일의 소형 분리막 모듈을 사용하여 혼합기체를 대상으로 이산화탄소 순도 90% 및 회수율 90%을 달성하는 2단 공정 조건을 도출하였다. 막 면적이 정해진 모듈의 분리막 공정에서는 스테이지-컷, 주입부 및 투과부 압력에 따라서 포집 순도 및 회수율이 모두 다르게 나타나기 때문에 운전 조건에 대한 최적화가 필수적이다. 본 연구에서는 다양한 운전 조건에서 1단 분리막에서 보이는 공정 포집 효율의 한계를 확인하고, 높은 순도와 회수율을 동시에 달성하기 위한 2단 회수 공정을 최적화하였다.

타닌산-전이 금속-고분자로 구성된 젤의 단일 단계 합성과 점착제로의 이용 (One-step Fabrication of a Tannic Acid-Transition Metal-Polymer Gel as a Pressure-Sensitive Adhesive)

  • 이재홍;이경문;최시영
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권2호
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    • pp.176-183
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    • 2020
  • 이 연구에서는 작은 유기 분자 말단의 하이드록실기와 전이 금속 사이의 배위 결합을 통해 고분자와 유사하게 연결된 복합체를 제작하고, 점착 부여제를 추가하여 해당 물질의 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다. 점착제 합성에 사용한 타닌산(tannic acid, TA)은 하이드록실기를 풍부하게 보유하고 있어 전이 금속과는 배위 결합이 가능하고 친수성 고분자와는 수소 결합이 가능하다. 위의 성질을 이용하여 타닌산과 전이 금속, 고분자 세 가지 성분을 한 번에 간단히 섞어 기판에 잘 펴지며 점착 능력을 보유한 특별한 유변 물성을 가지는 물질을 제작하였다. 합성에 사용한 전이 금속의 종류(Fe3+, Ti4+), 고분자의 종류, 처리 조건 등에 따른 유변 물성의 변화를 확인하는 과정을 통해 점착제로 사용하기에 가장 적합한 성분의 조합을 발견하였으며, 인체에 무해하며 높은 응집력과 접착력을 보유한 다목적 점착제로의 사용 가능성을 확인하였다.

평행류와 Interdigitated 유로를 가진 교분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 성능특성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis on Performance Characteristics of PEMFC with Parallel and Interdigitated Flow Channel)

  • 이필형;조선아;최성훈;황상순
    • 전기화학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.170-177
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    • 2006
  • 고분자 전해질 연료전지의 분리판의 유동채널 설계는 고전류밀도에서 발생하는 농도분극에 직접적인 영향을 줄 뿐 아니라 생성되는 물의 효과적인 전달을 위하여 매우 중요하다. 평행류 유로와 interdigitated 유로의 성능비교를 위하여 연료극과 공기극이 포함된 완전한 형태의 고분자 전해질 연료전지의 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 수치해석모델을 사용하여 평행류 유동장과 interdigitated 유동장의 압력강하, 채널간의 물질전달, $H_2O$$O_2$의 농도 분포 그리고 i-V 성능을 비교하였다. 그 결과 물질전달에서 채널간의 대류에 의한 물질전할이 더욱 우수한 interdigitated 유동채널에서 성능이 더 높게 나타났으며 압력강하는 보다 크게 나타나 설계시 두가지 성능에 대한 상호보완이 필요함을 알 수 있었다.

HDDR Characteristics and Magnetic Properties of Nd15(Fe1-xCox)77B8(x=0-0.6) Alloys

  • Kwon, H.W.
    • Journal of Magnetics
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    • 제7권4호
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    • pp.127-131
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    • 2002
  • HDDR characteristics and magnetic properties of $Nd_{15}{(Fe_{1-x}Co_{x})}_{77}B_{8}$(x=0-0.6) alloys were investigated. The effect of applying magnetic field during the recombination step on the anisotropic nature of the HDDR-treated material was also examined. The $Nd_{15}{(Fe_{1-x}Co_{x})}_{77}B_{8}$ phase in the Nd-Fe-B alloys with high Co-substitution alloy had remarkably enhanced phase stability. The $Nd_{15}{(Fe_{1-x}Co_{x})}_{77}B_{8}$(x=0-0.6) alloys with high Co-substitution could be HDDR-treated successfully by only using high pressure hydrogen. However, these alloys had no appreciable coercivity. The poor coercivity of the HDDR-treated $Nd_{15}{(Fe_{1-x}Co_{x})}_{77}B_{8}$(x=0-0.6) alloys with high Co-substitution was attributed to the $Nd{(Fe,Co)}_2$ phase in the alloys. The magnetic filed applied during the recombination step had little effect on the anisotropic nature of the HDDR-treated powder.

고정층 반응기에서 K-계열 흡수제의 압력에 따른 HCl 흡수 거동 연구 (Effect of Pressure on HCl Absorption Behaviors of a K-based Absorbent in the Fixed Bed Reactor)

  • 김재영;박영철;조성호;류호정;백점인;박영성;문종호
    • 청정기술
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    • 제19권2호
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    • pp.165-172
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    • 2013
  • 본 연구에서는 고정층 반응기(높이 15 cm, 내경 0.5 cm)에서 K-계열 건식 흡수제($K_2CO_3/Al_2O_3$, 한국전력공사 전력연구원)를 이용하여 반응압력 변화에 따른 염화수소 흡수 실험을 수행하였다. 반응온도는 가스화 직후, 필터를 거쳐서 주입되는 것을 가정하여 $400^{\circ}C$로 설정하였으며, 반응기체 농도는 750 ppm HCl ($N_2$ balance)으로 설정하였다. 반응압력은 1, 5, 10, 15, 20 bar로 증가시켰다. 압력이 증가할수록 K-계열 흡수제의 흡수 성능이 증가하였다. 흡수제를 구성하고 있는 주요 물질인 $K_2CO_3$가 HCl 가스와 반응하여 KCl 결정을 형성하였으며, 강한 결합에너지로 인하여 흡수제의 재생이 실질적으로 불가능하였다. 이에 대한 광학적, 물리적, 화학적 특성을 SEM, EDX, BET, TGA, XRD를 이용하여 분석하였다. $400^{\circ}C$, 20 bar 조건(가스화 이후 탈할로겐 공정의 온도 및 압력조건)에서 $K_2CO_3$ 흡수제는 Ca 계열 및 Mg 계열의 흡수제에 비해 높은 HCl 흡수능 및 HCl/$N_2$ 분리 거동을 보였다.

과산화수소의 가압침투에 의한 다공성 발포체에 관한 연구 (A Study on Bloating of Porous Foam by Pressure Infiltration with H2O2)

  • 김귀식;정지현
    • 동력기계공학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.86-91
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    • 2016
  • This paper is concerned chiefly with the method of porous foam manufacture using basalt stone powder sludge. The hydrogen peroxide($H_2O_2$) of bloating agent has lots of problems to manufacture porous lightweight aggregate due to fast reaction rate with cement or calcium hydroxide($Ca(OH)_2$). The $H_2O_2$ injecting method using nozzle for manufacturing porous lightweight aggregate is proposed, in this study. This method is to inject $H_2O_2$ at the pressure of 10 MPa on upper side of slurry mixing materials such as stone powder sludge and quick-lime(CaO) by injector. The specimen was dried in furnace at $100^{\circ}C$ for 1 hour and cured at ambient temperature for 30 days. We analyzed the characteristics including specific gravity and water absorption. The experiments were found that the porous foam has low specific gravity, high water absorption and uniform distribution of porous more than manufactured foam by general bloating methods.

HFC-152a와 HFC-1523에 $CF_3 I$를 혼합한 공비혼합냉매 특성에 관한 연구 (A Study on the Refrigerant Characteristics of the HFC-l52a, and Azeotrope Mixed with $CF_3 I$)

  • 이종인;하옥남;김재열;이연신;권일욱
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제10권6호
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    • pp.102-108
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    • 2001
  • To prevent green house effect and destruction of an ozone layer, an ozone destruction potential(OBP) must be zero and a refrigerant for low global warming potential(GWP) is needed. HFC-l34a, in which hydrogen is mixed instead of chlorine is a refrigerant used for automobile conditioners and its destruction potential is ecologically zero. However, it is not consid- ered as a perfect substitutive refrigerant as its GWP is high. It is studied refrigerant mixtures in which HFC-l52a and $CF_3 I$ in HFC-l52a with low GWP and zero ODP are mixed by experimentally and concluded as follows: 1) With the variation of speed of compressor outside temperature and flow rate, 7he heat of evaporator and compressor and coefficient of perfor- mance was varied, and influenced the air conditioner. 2) The pressure of evaporator was decreased with increasing the speed of compressor and the pressure of evaporator with the refrigerant HFC-l52a was higher 24% than that of azotrope refrigerant mixed with $CF_3 I$

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연료 전지용 터보 익스펜더의 공기 포일 베어링에 대한 연구 (Study on the Air Foil Bearings of the Turbo-Expander for Fuel Cell System)

  • 이용복;박동진;김창호
    • Tribology and Lubricants
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    • 제21권3호
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    • pp.114-121
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    • 2005
  • As fuel cell system is environmental friendly generator, its performance depends on its air supply system. Because, fuel cell stack generates electrical energy by electron and the electron is generated by reacting between air and hydrogen. So, more and more compressed air is supplied, more and more the energy can be obtained. In this study, turbo-expander supported by air foil bearing is introduced as the air supply system used by fuel cell systems. The turbo-expander is a turbo machine which operates at high speed, so air foil bearings suit its purpose for the bearing elements. Analysis for confirming the stability and endurance is conducted. Based on FDM and Newton-Raphson method, characteristics of air foil bearing, dynamic coefficients, pressure field and load capacity, are obtained. Using the characteristics of air foil bearing, the rotordynamic analysis is performed by finite element method. The analysis (stability analysis and critical speed map) shows that turbo-expander is stability at running speed. After the analysis, the test process and results are presented. The goals of test are running up to 90,000 RPM, flow rate of 150 $m^3/h$ and pressure ratio of 1.15. The test results show that the aerodynamic performance and stability of turbo-expander are satisfied to the primary goals.