• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권2호
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• pp.253-258
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• 2018

A microcell $UO_2$ pellet, as an accident-tolerant fuel pellet, is being developed to enhance the accident tolerance of nuclear fuels under accident conditions as well as the fuel performance under normal operation conditions. Improved capture-ability for highly radioactive and corrosive fission product (Cs and I) is the distinct feature of a ceramic microcell $UO_2$ pellet, and the enhanced pellet thermal conductivity is that of a metallic microcell $UO_2$ pellet. The fuel temperature can be effectively decreased by enhanced thermal conductivity. In this study, the material concepts of metallic and ceramic microcell $UO_2$ pellets were designed, and the fabrication process of microcell $UO_2$ pellets embodying the designed concept was developed. We successfully implemented the microcell $UO_2$ pellets and produced microcell $UO_2$ pellets. In addition, an assessment of the out-of-pile properties of a microcell $UO_2$ pellet was performed, and the in-reactor performance and behavior of the developed microcell pellets were evaluated through a Halden irradiation test. According to the expectations, the excellent performance of the microcell $UO_2$ pellets was confirmed by the online measurement data of the Halden irradiation test.

• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.123-127
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• 2016

메탄올 연료전지는 수소의 제조, 저장 및 운반에 대한 기술적, 재정적 문제로 인해 개발이 촉발되어 에너지밀도가 높은 연료라는 장점으로 포름산 연료전지에 비해 활발히 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 포름산 연료전지에 대해서도 전극촉매를 비롯한 핵심부품의 개발 및 연료의 물질전달 특성 등에 대한 연구가 지속적으로 수행되면서 액체 연료전지로써 보다 적합한 연료가 무엇인가에 대해서 실질적인 비교분석이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 포름산과 메탄올 연료전지에 대하여 전극촉매, 연료 확산, 크로스오버, 물 관리, 효율, 시스템 구성 측면에서 연구개발 동향을 소개하며 향후 전망에 대해서 고찰하고자 한다.

• 에너지공학
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• 제24권3호
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• pp.89-95
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• 2015

레독스흐름전지의 전극으로 사용하기 위해 (주)CNF에서 제조한 탄소펠트를 여러 가지 온도에서 열처리하여 실험하였다. 열처리 조건에 따른 탄소펠트의 물성특성을 파악하기 위하여 BET(비표면적)와 무게감소를 측정하였고 표면특성을 살펴보기 위하여 주사전자현미경(SEM)과 XPS 분석을 실시하였다. 또한 전기저항, CV(cyclic voltammetry), RFB 충방전 성능 통해 열처리 조건에 따른 전극특성에 미치는 영향을 살펴보았다. SEM, BET분석을 통하여 탄소펠트 표면의 물성 변화를 확인하였고, XPS 분석을 통해 $550^{\circ}C$에서 1시간 열처리한 탄소펠트의 표면에 산소 관능기가 가장 많이 부가된 것을 확인하였다. CV 실험을 수행한 결과 $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 활성면적이 가장 컸다. $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$, $550^{\circ}C$에서 열처리한 탄소펠트를 이용하여 바나듐 레독스흐름전지를 구성하고 충-방전 실험을 실시한 결과 충-방전 에너지효율이 $400^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 72.9%, $500^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%, $550^{\circ}C$ 열처리 전극의 경우 79.8%로 $550^{\circ}C$ 열처리 전극이 가장 우수하였다.

• 전기화학회지
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• 제10권4호
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• pp.306-310
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• 2007

고분자연료전지에 사용되는 다공성 매체인 기체확산층은 그 특성에 따라 원활한 기체의 확산과 물 배출을 결정지으며 그 결과 연료전지 성능과 내구성에까지 영향을 미친다. 최적의 물관리와 기체확산층 내에서의 이상(two phase) 유동이해를 위해서는 실제 체결 조건에서의 기체확산층의 성질을 아는 것이 중요하다. 이에 대해 물리적, 전기화학적, 기계적 성질을 알기 위한 실험 등이 수행되어져 왔다. 하지만 실제 스택의 체결 조건에서 기체확산층의 표면 화학적 변화에 대한 실험은 그다지 알려져 있지 않다. 본 연구에서는 단순한 체결 과정만으로도 기체확산층에 대한 물리화학적인 변화를 야기할 수 있음을 확인하였으며, 기체확산층을 구성하는 탄소 섬유 및 PTFE의 손상과 변형을 전자주사현미경으로 직접 관찰할 수 있었다. 관찰된 물리적 손상이 표면의 소수성 변화에 미치는 영향을 알아보기 위해 표면 원소성분 분석과 농도가 다른 에탄올 수용액 흡수량 측정을 수행하였다. 그 결과 체결압에 의해서 분리판의 rib 전단 및 아래에서 심한 파손이 일어나며, 탄소 섬유의 끊어짐 및 섬유 사이에 존재하는 탄소 파우더 역시 심하게 눌린 현상을 관찰할 수 있었다. 체결과정을 경험한 기체확산층에 대한 liquid uptake양을 확인한 결과, 표면 PTFE 함량의 상대적 감소가 기체확산층의 표면을 소수성에서 친수성으로 변화시켰음을 직접적으로 확인하였다.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권10호
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• pp.56-60
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• 2006

액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 O/F ratio에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 액체산소/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 O/F ratio 변화에 따른 연소 생성 가스의 온도를 계측하였다. 또한 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 연소 가스의 열역학적 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 화학평형코드 결과를 통해 구한 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 경향 및 유사한 값을 가지는 것으로 밝혀졌으며 이는 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 결과를 확인하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2006년도 제26회 춘계학술대회논문집
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• pp.118-122
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• 2006

액체 로켓 엔진용 가스발생기 개발을 위해서는 추진제 혼합비에 따른 연소 가스의 열역학적 물성치 예측이 필수적이다. 본 연구에서는 Lox/Jet A-1 조합의 연료 과농 가스발생기의 실 추진제 연소 시험을 통해 전체 혼합비에 따른 연소 가스의 생성 온도를 계측하였다. 연소실 내 동압 섭동 측정 및 정압 측정 결과를 이용하여 비열비, 가스 상수, 정압 비열과 같은 물성치를 간접적으로 산출해내었다. 본 실험값은 보간 계수를 이용한 예측 결과와 비교해보았을 때 동일한 대표 값을 가지는 것으로 나타나, 보간 계수 예측 방법이 설계 도구로 충분히 적용 가능하다는 것을 확인하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제34권5호
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• pp.197-207
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• 2018

Thermal deterioration of fuel due to long-term storage influences engine performance and causes malfunctions. Fuel stability is usually evaluated via heat resistance and thermal stability during a brief heat shock at high temperature; storage stability in this scenario means that there is very little change in the quality of the fuel during long-term storage. In addition, rubber-based products such as oil seals, O-rings, and rubber hoses can influence the quality of the fuel. When these rubber products are in contact with fuel, they can swell, mechanically weaken, and occasionally crack, thus leaking low molar weight rubber and additives including plasticizer and antioxidant into the fuel to degrade its properties and shorten its useful lifetime. This study determines the thermal stabilities of three kinds of synthetic fuels by evaluating their low temperature kinematic viscosities, chemical composition changes via GC analyses, gross heat of combustion, and color changes. We evaluate the compression set of O-rings by immersing one NBR and two FKM rubber O-rings in the three synthetic fuel samples in airtight containers at variable storage temperatures for six months; from this, we estimate the lifetimes of the O-rings using the Power law model. There were very little changes in the chemical compositions and gross heat of combustion after six months of the experiment. The lifetimes are thus dependent on the materials of the rubber products, and in particular, the FKM O-ring was calculated to have a theoretical lifetime of 200 to 5,700 years. These results indicate that the synthetic fuels maintain their physical properties even after long-term storage at high temperatures, and the FKM O-ring is suitable for long-term sealing of these fuels.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제6권2호
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• pp.1-8
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• 1982

The objective of this study was to find out the technical feasibility of ethanol-diesel fuel blends as a diesel engine fuel. Fuel properties essential to the proper operation of a diesel engine were determined for blends containing several concentrations of ethanol in No. 2 diesel fuel. A single-cylinder diesel engine for a power tiller was used for the engine tests, in which load, speed and fuel consumption rate were measured. The fuels used in tests were No. 2 diesel fuel and a blend containing 10-percent ethanol and 90-percent No. 2 diesel fuel. The results of the study are summarized as follows. 1. It was not possible to blend ethanol and No. 2 diesel fuel as a homogeneous solution even though anhydrous ethanol was used. The problem of blending ethanol in No. 2 diesel fuel could be solved by adding butanol about 5% of the amount of ethanol in the blends. 2. Because ethanol had a much lower boiling point ($78.3^{\circ}C$ under atmospheric pressure) than a diesel fuel, it was necessary to store ethanol-diesel fuel blends airtight in order to prevent them from evaporation losses of ethanol. 3. The addition of ethanol to No. 2 diesel fuel lowered the fuel viscosity and the cetane rating, but a blend of 10% ethanol and 90% diesel fuel had a viscosity and a cetane rating well above the KS minimum values for No. 2 diesel fuel. 4. At the rated speed, the specific fuel consumption of No.2 diesel fuel was lower than that of the 10% ethanol blend for the almost entire range of load. However, under the overload condition the specific fuel consumption was lower for the 10% ethanol blend. 5. Under the variable-speed full-load tests, both fuels produced approximately the same torque and power. At the speeds of 1600rpm or below, the specific fuel consumption of No. 2 diesel fuel was lower than that of the 10% ethanol blend. At the speeds of 1600rpm or above, however, the specific fuel consumption was lower for the 10% ethanol blend. 6. At the ambient temperature above $15^{\circ}C$, the use of the 10% ethanol blend in the engine created a vapor lock in the fuel injection pump and stalled the engine. The vapor locking problem was overcome by chilling the surroundings of the fuel injection pump and the cylinder head with water.

• Corrosion Science and Technology
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• 제22권4호
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• pp.232-241
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• 2023

The mechanical properties of the hydrogen valve responsible for supplying and blocking hydrogen gas in a hydrogen fuel cell electric vehicle (FCEV) were researched. Mechanical properties by hydrogen embrittlement were investigated by coating chromium nitride (CrN) and titanium nitride (TiN) on aluminum alloy by arc ion plating method. The coating layer was deposited to a thickness of about 2 ㎛, and a slow strain rate test (SSRT) was conducted after hydrogen embrittlement to determine the hydrogen embrittlement resistance of the CrN and TiN coating layers. The CrN-coated specimen presented little decrease in mechanical properties until 12 hours of hydrogen charging due to its excellent resistance to hydrogen permeation. However, both the CrN and TiN-coated specimens exhibited deterioration in mechanical properties due to the peeling of the coating layer after 24 hours of hydrogen charging. The specimens coated at 350 ℃ presented a significant decrease in ultimate tensile strength due to abnormal grain growth.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.33-41
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• 2015

DME는 높은 세탄가와 낮은 배출가스로 인하여 청정 디젤엔진 대체연료로 사용될 수 있고, LPG와 물리적 특성이 유사하기 때문에 혼합사용이 가능하다. 본 연구에서는 DME-LPG 혼합연료를 LPG 차량 연료에 적용한 실증평가를 수행하였다. 평가 차량으로는 LPG 연료 공급방식별로 액상연료공급방식(LPLi), 기상연료공급방식(LPGi), 분배식펌프 방식(Mixer type)의 LPG 자동차를 선택하였다. 배출가스(CO, THC, $NO_X$)와 연료소비효율에 대한 영향을 비교하기 위하여 LPG와 DME-LPG 혼합연료에 대한 성능평가를 수행하였다. 차량의 주행거리가 증가함에 따라 DME-LPG 혼합연료를 사용한 차량의 배출가스와 연료소비효율은 LPG 연료를 사용한 경우와 비교해서 동등한 수준으로 평가되었다.