• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.68-74
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• 2014

해수-담수 염도 차 발전을 위한 압력지연삼투(pressure-retarded osmosis: PRO) 시스템의 나권형(spiral wound) 모듈에서 공급채널과 유도채널 사이의 입구 압력차의 영향이 수치적으로 연구되었다. 그리하여 막을 통한 물과 용질-플럭스들의 변화와 전력이 예측되었다. 막을 통한 물-플럭스의 크기는 두 채널 간 입구 압력차가 증가할수록 x축 방향으로 감소하고 y축 방향으로 증가하였다. 반면에 막을 통한 용질-플럭스의 크기는 반대의 경향을 보였다. 공급채널 내 유체의 농도는 y축 방향으로 크게 증가하였고, 유도채널 내 농도는 x축 방향으로 크게 감소하였다. 본 시스템에서 입구 압력차가 1~11 atm일 때 공급채널 내 유량은 8~13% 가량 감소하였고, 유도채널 내 유량은 그만큼 증가하였다. 전력밀도는 입구 압력 차가 증가할수록 증가하다가 감소하였다.

• 공업화학
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• 제20권1호
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• pp.104-108
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• 2009

본 연구에서는 이산화탄소/수소 혼합기체가 관 모양의 Pd-Ag 막을 통과할 때 관 안에서의 이산화탄소 및 수소의 몰분율, 수소 분압, 그리고, 속도 구배 등을 CFD (Computational Fluid Dynamics) 기법을 사용하여서 다양한 유입 속도에 대해서 모사하였다. 모사 결과에 의하면 유입 속도가 증가할수록 관의 길이 방향을 따라서 이산화탄소의 몰분율이 더디게 증가함을 알 수 있었다. 또한, 혼합 기체의 유입 속도와 관의 길이가 수소 회수율에 미치는 영향에 대해서 살펴보았으며 낮은 유입속도와 긴 관의 경우에 수소 회수율이 큰 것을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.35-38
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• 2007

The comparisons between measured performance of lab-scale PEMFC and calculation were conducted to understand the detail phenomena of PEMFC for the various inlet oxygen humidity of cathode side. Experiments were performed at $65^{\circ}C$ operation temperature and different inlet humidity conditions such as 40%, 60% and 80%. We used the MEA manufactured by oneself which include $Nafion^{(R)}$ 112 membrane, Nafion solution 20%, and carbon paper(E-TEK). As a result of this experiment, cell performance was getting higher by increasing inlet humidity condition at cathode side because ion conductivity of electrolyte membrane is increased. A 3D CFD simulation model of PEMFC was developed using commercially available CFD code that is one of the STAR-CD module, es-pemfc under same operating conditions. Model calculations results were compared with experimental ones on the polarization curves and calculation results are in good agreement with the experimental ones. Local water distribution and current density inside PEMFC are discussed in detail.

• 대한환경공학회지
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• 제39권7호
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• pp.391-402
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• 2017

근래에 미세먼지가 대기환경 관련하여 이슈가 되고 있으며, 초미세먼지의 효과적인 집진을 위하여 대용량화가 용이한 여과집진기가 상업적으로 사용될 수 있는지에 대한 평가가 필요하다. 실험실 규모의 여과집진 장치를 제작하여, PTFE 재질의 부직포 여과백 또는 PTFE membrane이 코팅된 PTFE 재질의 부직포 여과백에서의 미세먼지 집진특성을 파악하기 위하여 집진실험을 수행하였다. 실험 변수로 여과속도, 투입 먼지 농도, 입도분포가 다른 먼지 종류 등을 사용한 실험에서, 여과속도가 낮을수록, 먼지 투입농도가 높을수록, 평균입도가 클수록 집진효율이 높았으며, 여과속도가 높고, 먼지 투입농도가 높을수록 압력손실이 높게 나타났다. Pore size가 상대적으로 작은 PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용한 경우, 코팅이 되지 않은 여과백을 사용한 경우에 비하여 집진효율이 높고, 표면여과에 따른 포집 먼지층 저항계수가 낮아져 압력손실이 낮게 나타났다. PTFE membrane이 코팅된 여과백을 사용하여 off-line 탈진을 수행할 경우, 적정 여과속도 범위 내에서 $PM_{2.5}$에 대한 집진효율이 99.99% 이상으로 매우 높게 유지됨에 따라, 여과집진기를 사용하여 초미세먼지를 효과적으로 집진할 수 있음을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제30권12호
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• pp.1228-1235
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• 2006

PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) is a low temperature fuel cell and has many probabilities of commercial use. However, water management is one of the serious technical problems for commercialization. It is necessary to understand the relationship between operation conditions and water behavior in PEMFC channel because it affects fuel cell performance. In this paper, the distribution of current density according to inlet humidity condition is mainly observed and discussed. If the anode inlet is well humidified, electro-osmotic drag is very active. For this reason, current density is very high at inlet side and the distribution is non-uniform.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.542-545
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• 2008

Experiments have been performed to investigate effects of pulsating cathode flow on a 10-cell proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stack. For all the experiments, the flow rate, temperature and relative humidity of hydrogen at the anode inlet are fixed. The effects of the pulsating frequency, amplitude and flow rate at the cathode inlet on performance of 10-cell PEMFC are examined. The polarization and power curves show that the power output and limiting current is substantially increased when the pulsating component is added to cathode flow channel. The maximum power output increases by up to 38% and enhancement of the overall performance is more pronounced at lower flow rate region.

• 한국분무공학회지
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• 제19권3호
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• pp.130-135
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• 2014

This study was performed to reveal the relationships between various gas supply conditions including inlet numbers and positions for Photobioreactor. To do that, this study was installed the experimental apparatus. All experiments were performed for the cases with 1, 2, 3, and 4 inlets and for gas flow rate of 4~8 lpm. Through the experiments, this study showed that the case with 3 or 4 inlets could reduce about 50% of the pressure loss head for all gas path than that of one inlet base case. So, these results can be used as basic data to design the gross or multiple photobioreactor.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.33-36
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• 2008

Cell degradation when anode channels are blocked during cold start up was tested and measured. Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stacks with several configurations of channel blockages were operated and decay in performance was analyzed. When only channels near hydrogen inlet were blocked, performance was rarely changed. In contrast, significant cell reversal occurred and considerable amount of $CO_2$ was produced when all channels near inlet and outlet were blocked. In the case, it was also observed that performance was severely decreased in the area where hydrogen was not supplied sufficiently.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.598-602
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• 2010

본 논문에서는 다량의 수소를 포함한 다성분계 원료가스로부터 수소를 분리해 내는 분리막 시스템에 대하여 CFD 모델링과 모사를 수행하였다. 분리막 시스템은 환형 실린더 타입으로 원료가스의 유입을 위한 외부 lumen side와 sweeping gas가 유입되는 내부 permeation side로 구성된다. Lumen side의 운전온도와 압력은 $374^{\circ}C$, 7 기압 permeation side의 sweeping gas의 도입 온도와 압력은 $374^{\circ}C$, 3기압이며, 이러한 조건에서 운전이 가능한 Pd 분리막을 사용하였다. Sweeping gas의 흐름 방향에 따른 향류 및 병류 흐름에 대하여 각각 CFD 모사를 수행하였으며 수소 몰분율, 수소분압, 수소 플럭스 등에 대하여 결과를 비교하였다. 또한 lumen side의 원료가스 도입유속을 변화시켜 모사를 수행하고, 이에 따른 막분리 시스템의 효율을 비교하고 이에 대하여 고찰하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.361-369
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• 2011

실험과 수치해석을 이용하여 차량용 PEMFC 시스템의 공기 공급부 운전환경에 따른 막 가습기의 성능 특성에 대한 연구를 수행하였다. Nafion 막을 이용한 Shell-and-Tube 형 막가습기의 입구온도변화에 따른 열 및 물 전달 특성에 알아보기 위한 실험을 수행하였으며, 이로부터 가습기 막을 통한 물전달 성능이 입구 온도에 대하여 비선형적으로 변화하는 특성을 확인하였다. Nafion 막의 물전달 계수를 경계면의 온도와 상대습도의 함수로서 모델링하여 단일 튜브형 막에 대한 수치해석을 수행하였으며, 해석 결과를 실험 결과와 비교하였다. 막을 통한 국소물질량유속 분포가 튜브 내에서 급격하고도 비선형적으로 변화하는 해석 결과를 얻을 수 있었으며, 이로부터 입구 온도가 가습기 성능에 미치는 영향을 논의하였다.