• 한국응용과학기술학회지
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• 제28권4호
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• pp.508-516
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• 2011

Hydrotreated biodiesel(HBD) is paraffinic bio-based liquid, with the chemical structure $C_nH_{2n+2}$, originating from vegetable oil(the process can also be applied to animal fat). The oil or fat is treated in a number of process, the most important being hydrogenation, in order to create a bio-based liquid diesel fuel. During the hydrogenation, oxygen is removed from the triglyceride and converted into water. Propane is formed as a by product and can be combusted and used for energy production. HBD can be used in conventional diesel engines, pure or blended with conventional diesel, due to its similar physical properties to diesel. This study reports the quality characteristics with chemical and physical properties as an alternative diesel fuel. Especially, HBD showed higher cetane value and number than FAME, and it is consisted of $C_{15}$ - $C_{18}$ n-paraffinic compounds. We also describes quality characteristics of HBD blends(2, 5, 10, 20, 30, 40, 50 vol%) in automotive diesel. HBD blends(max. 20 vol%) were the limit by the Korean specification due to poor low temperature characteristics.

• 한국항공우주학회지
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• 제34권7호
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• pp.89-96
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• 2006

액체 로켓의 가스발생기의 연소 온도는 터빈 깃의 열 손상을 방지하기 위하여 1,000K 이하로 유지되며 이를 위하여 농후 연소 또는 산화제 과다 연소를 유지한다. 이러한 이유로 연소는 비평형 화학반응이 주로 발생하며 연소반응을 예측하기가 매우 어렵다. 한편 케로신은 여러 가지 탄화수소 연료로 이루어진 혼합연료로 화학반응 메커니즘에 대한 모델이 매우 어려운 실정이다. 본 연구에서는 Dagaut가 개발한 207 화학종, 1592 화학반응 단계를 이용하였으며 완전혼합반응기 연소모델을 적용하여 계산하였다. 계산결과와 실험결과를 비교하여 보면 사용된 화학반응 기구가 검댕 예측을 하지 않고 있음에도 불구하고 계산 결과는 연소가스 온도 뿐 아니라 가스 물성치 등을 매우 잘 예측하고 있음을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권1호
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• pp.118-128
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• 2016

대기오염에 관한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차와 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 접근을 통하여 차량 유해 배기가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 가솔린 자동차의 배출가스 및 가솔린 차량의 PM 입자 배출 등의 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스 및 PM(입자상 물질) 입자는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 추가로, 함산소 첨가제로서 연료에 포함된 MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)에 대한 환경 문제점을 연구하고 있다. 연구자들은 MTBE가 건강에 미치는 영향에 대한 많은 데이터를 가지고 있다. 이러한 데이터는 높은 MTBE 용량에서 잠재적인 발암 물질 임을 결론짓고 있다. 함산소 연료첨가제 유형 (MTBE, 바이오 ETBE, 바이오 에탄올, 바이오 부탄올)에 기초하여, 본 논문은 가솔린 연료 물성 및 증발가스 배출 특성에 대해 산소함량의 영향을 검토하였다. 또한, 연료물성에 대한 휘발유 차량의 가속 및 출력 성능을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.234-238
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• 2016

본 연구에서는 용매추출 공정 중 최종 건조 과정에서 회수방식을 달리하여 무회분석탄을 제조한 후 물리적 특성과 화학적 구조를 비교하였다. 무회분석탄 제조에는 아역청탄 등급의 Kideco coal과 극성용매인 N-methyl-2-pyrrolidone(NMP)를 사용하였으며, 회수방식으로는 감압건조, 희석침전, 분무건조 방식을 사용하였다. 제조된 무회분석탄의 물성변화를 확인하기 위해 공업분석, 원소분석, 발열량분석을 실시하였고, 화학적 구조를 알아보고자 FT-IR, NMR 분석을 하였다. 공업분석을 통해 무회분석탄의 회분함량이 원탄에 비해 줄어든 것을 확인하였다. FT-IR 분석 결과 감압건조로 회수한 샘플은 추출용매의 피크가 나타나는 반면 희석침전방식으로 제조한 무회분석탄에는 추출용매 피크가 사라지는 것을 확인하였다. 희석침전방식을 사용할 경우 다른 회수방식에 비해 저온공정이 가능하였고, 추출용매로부터 무회분석탄을 보다 확실하게 분리할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.64-69
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• 2007

복합재료의 모재지배 물성은 온도나 습도와 같은 환경에 의해서 크게 저하되기 때문에 고온 다습한 환경에서 운용되는 UAV의 일체형 복합재 연료탱크를 설계함에 있어 이러한 유해환경 요소들을 반드시 고려하여야 한다. 본 연구에서는 스마트무인기에 사용될 일방향 복합재료 USN 175B와 직조 복합재료인 WSN3K에 대해서 $90^{\circ}C$에서 담수 침수 실험을 수행하여 모재의 수분 흡수량이 포화될 때까지 노화시킨 후 $74^{\circ}C$의 고온환경에서 인장 및 평면 전단 시험을 수행하였다. 실험 결과 모재 지배적 물성에서 극심한 물성 저하현상이 나타남을 확인하였다. 구조물이 받는 하중의 다양성을 고려하기 위해서 반최적화 기법을 도입하였다. 하중 컨벡스 모델과 안정성 경계를 비교하여 최악의 하중 상황을 판별하였다. 안정성 경계는 일체형 복합재 연료탱크에 저하된 물성을 적용하여 유한요소 해석을 수행하여 얻었다. 이를 통해 최악의 하중상황은 수직상승모드일 때 임을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.157-163
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• 2010

고체산화물연료전지는 세라믹 물질로 이루어지며, 세라믹 물질의 물성치는 작동조건에 따라 달라진다. 따라서, 높은 신뢰성을 가지는 시뮬레이션 모델을 개발하기 위해서는 세라믹 물질의 물성치를 정확하게 예측할 수 있어야한다. 본 논문에서는 고체산화물연료전지의 성능에 영향을 미치는 여러가지 물성치를 선택하고 그 물성치를 위한 시뮬레이션 모델이 개발되었다. 개회로전압을 위한 깁스에너지, 활성화손실을 위한 교환전류밀도, 저항손실을 위한 전기전도도가 계산되었다. 또한, 다공성 전극 내부의 물질전달 해석을 위해서 분자확산과 누센확산을 함께 고려하는 유효확산계수가 계산되었다. 이러한 계산과정 후에 물성치 모델과 전기화학반응 모델이 동시에 시뮬레이션 되었다. 해석코드의 검증을 위해서 전산해석 결과는 실험결과 및 Chan 등에 의해서 수행된 이전 연구결과와 비교되었다.

• 한국재료학회지
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• 제24권9호
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• pp.495-501
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• 2014

Despite having many attractive properties, $ZrO_2$ ceramic has a low fracture toughness which limits its wide application. One of the most obvious tactics to improve its mechanical properties has been to add a reinforcing agent to formulate a nanostructured composite material. Nanopowders of $ZrO_2$ and Cr were synthesized from $CrO_3$ and Zr powder by high energy ball milling for 10 h. Dense nanocrystalline $2/3Cr-ZrO_2$ composite was consolidated by a high-frequency induction heated sintering method within 5 min at $600^{\circ}C$ from mechanically synthesized powder. The method was found to enable not only rapid densification but also the inhibition of grain growth, preserving the nano-scale microstructure. Highly dense $2/3Cr-ZrO_2$ composite with relative density of up to 99.5% was produced under simultaneous application of a 1 GPa pressure and the induced current. The hardness and fracture toughness of the composite were 534 kg/mm2 and $7MPa{\cdot}m1/2$, respectively. The composite was determined to have good biocompatibility.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권5호
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• pp.408-414
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• 2018

This study investigates the microstructure and wear properties of cermet (ceramic + metal) coating materials manufactured using high velocity oxygen fuel (HVOF) process. Three types of HVOF coating layers are formed by depositing WC-12Co, WC-20Cr-7Ni, and Cr3C2-20NiCr (wt.%) powders on S45C steel substrate. The porosities of the coating layers are $1{\pm}0.5%$ for all three specimens. Microstructural analysis confirms the formation of second carbide phases of $W_2C$, $Co_6W_6C$, and $Cr_7C_3$ owing to decarburizing of WC phases on WC-based coating layers. In the case of WC-12Co coating, which has a high ratio of $W_2C$ phase with high brittleness, the interface property between the carbide and the metal binder slightly decreases. In the $Cr_3C_2-20CrNi$ coating layer, decarburizing almost does not occur, but fine cavities exist between the splats. The wear loss occurs in the descending order of $Cr_3C_2-20NiCr$, WC-12Co, and WC-20Cr-7Ni, where WC-20Cr-7Ni achieves the highest wear resistance property. It can be inferred that the ratio of the carbide and the binding properties between carbide-binder and binder-binder in a cermet coating material manufactured with HVOF as the primary factors determine the wear properties of the cermet coating material.

• Advanced Composite Materials
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• 제17권3호
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• pp.259-275
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• 2008

This study aims to optimize the mechanical and electrical properties of electrically conductive polymer composites (CPCs) for use as a material of bipolar plates for PEM fuel cells. The thin CPCs consisting of conductive fillers and polymer resin were fabricated by a preform molding technique. Expanded graphite (EG), flake-type graphite (FG) and carbon fiber (CF) were used as conductive fillers. This study tested two types of CPCs, EG/FG filled CPCs and EG/CF filled CPCs, to optimize the material properties. First, the characteristics of EG/FG filled CPCs were investigated according to the FG ratio for 7 and $100{\mu}m$ sized FG. CPCs using $100{\mu}m$ FG showed optimal material properties at 60 wt% FG ratio, which were an electrical conductivity of 390 S/cm and flexural strength of 51 MPa. The particle size was an important parameter to change the mechanical and electrical behaviors. The flexural strength was sensitive to the particle size due to the different levels of densification. The electrical conductivity also showed size-dependent behavior because of the different contributions to the conductive network. Meanwhile, the material properties of EG/CF filled CPCs was also optimized according to the CF ratio, and the optimized electrical conductivity and flexural strength were 290 S/cm and 58 MPa, respectively. The electrical conductivity of this case decreased similarly to the EG/FG filled case. On the other hand, the behavior of the flexural strength was more complicated than the EG/FG filled case, and the reason was attributed to the interaction between the strengthening effect of CF and the deterioration of voids.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.556-561
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• 2012

본 연구에서는 고분자형 연료전지(PEMFC) 내의 기체확산층(GDL)에서의 물질 거동 전산해석을 통하여 GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 알아보았다. GDL 내에서 기상의 산소와 액상의 물의 거동을 계산하기 위하여 multi-phase mixture($M^2$) 모델을 사용하였다. GDL의 접촉각, 기공도, 기체투과도, 두께에 변화를 주며 계산을 실시하여 GDL 내에서의 물질 거동의 변화를 확인 하였고, GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 파악하였다. 전산해석 결과, GDL의 접촉각과 기공도가 커지고, 두께가 얇아짐에 따라 물질전달 저항이 감소하여 GDL과 촉매층 사이의 계면에서의 물포화도가 낮아지고 산소농도는 증가하여 전지성능이 향상되는 것을 확인하였다.