• 제목/요약/키워드: separator.

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용융탄산염 연료전지 스택 온도 조절을 위한 분리판에 관한 수치 해석 연구 (Numerical Studies of a Separator for Stack Temperature Control in a Molten Carbonate Fuel Cell)

  • 김도형;김범주;임희천
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권3호
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    • pp.305-312
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    • 2011
  • The use of a separator to control stack temperature in a molten carbonate fuel cell was studied by numerical simulation using a computational fluid dynamics code. The stack model assumed steady-state and constant-load operation of a co-flow stack with an external reformer at atmospheric pressure. Representing a conventional cell type, separators with two flow paths, one each for the anode and cathode gas, were simulated under conditions in which the cathode gas was composed of either air and carbon dioxide (case I) or oxygen and carbon dioxide (case II). The results showed that the average cell potential in case II was higher than that in case I due to the higher partial pressures of oxygen and carbon dioxide in the cathode gas. This result indicates that the amount of heat released during the electrochemical reactions was less for case II than for case I under the same load. However, simulated results showed that the maximum stack temperature in case I was lower than that in case II due to a reduction in the total flow rate of the cathode gas. To control the stack temperature and retain a high cell potential, we proposed the use of a separator with three flow paths (case III); two flow paths for the electrodes and a path in the center of the separator for the flow of nitrogen for cooling. The simulated results for case III showed that the average cell potential was similar to that in case II, indicating that the amount of heat released in the stack was similar to that in case II, and that the maximum stack temperature was the lowest of the three cases due to the nitrogen gas flow in the center of the separator. In summary, the simulated results showed that the use of a separator with three flow paths enabled temperature control in a co-flow stack with an external reformer at atmospheric pressure.

필터 분리기를 이용한 여재별 도로퇴적물의 오염물질 제거효율 비교 (Comparison of Pollutant Removal Efficiency in Road Sediment with Media Using Filter Separator)

  • 방기웅;이준호;최창수;이상일
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권3호
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    • pp.332-340
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    • 2007
  • 강우 시 도로에서의 초기 유출수는 유 무기물질, 중금속 등 유해물질이 부유물질에 흡착되어 거동되는 비율이 높으므로 부유물질을 분리할 수 있다면 상당량의 오염부하를 줄일 수가 있다. 따라서 본 연구의 목적은 도로에서 배출되는 강우유출수의 오염저감을 위해 필터를 이용한 수리동력학적 필터분리기를 이용하여 부유물질을 처리함에 있어 필터별 오염물질 처리효율을 비교 평가함으로서 도로유출수에 대한 오염물질 저감을 위한 현장에의 적용 방안을 모색함에 있다. 사용한 여재는 perlite, 활성탄, zeolite와 이들의 혼합소재를 대상으로 하여 칼럼여과실험과 필터분리기를 이용한 현장에서의 처리실험을 통해 여재별 처리정도 및 처리효율을 비교하였다. 칼럼여과실험결과 대체로 SS는 활성탄과 perlite, 활성탄, 소성한 zeolite의 혼합여재가, 중금속은 zeolite 및 활성탄이 양호하였다. HDFS에 의한 처리실험은 perlite와 활성탄 혼합여재가 도로유출수 처리에 적합할 것으로 조사되었다. 혼합여재에 대한 평균 처리 효율은 여재층이 9 cm, 수면적부하율 192-1,469 $m^3/m^2/d$의 범위에서 SS 48.1%, BOD 31.9%, COD 32.6%, TN 15.5%, TP 17.3%의 제거율을 나타내었고, 중금속인 경우 Fe 26.0%, Cu 19.4%, Cr 25.7, Zn 16.6%, Pb 15.0%로 조사되었다. 도로유출수의 처리를 위한 HDFS의 여재로서는 perlite와 활성탄을 혼합한 여재가 적절하였다.

유리섬유 분리막 인장으로 인한 구조전지의 전기적 물성 변화 (The Effect of Glass Fabric Separator Elongation on Electric Property in Structural Battery)

  • 신재성;박현욱;박미영;김천곤;김수현
    • Composites Research
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    • 제30권1호
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    • pp.46-51
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    • 2017
  • 질량 및 부피 증가없이 전지와 구조물기능을 복합재에 결합시키는 구조전지 연구가 광범위하게 진행되고 있다. 탄소섬유 및 유리섬유를 하중지지 및 음극, 분리막 용도로 사용하고, 하중전달이 가능한 고체전해질을 모재로 쓰는 것이 현재 아이디어 이지만, 고체전해질이 두 성능을 충분히 만족시키지 못하는 수준이라 구조전지를 구현하지 못하고 있는 실정이다. 그래서, 본 연구는 유리섬유 분리막 및 액체전해질을 사용하여 하중지지 및 전지의 기능을 동시에 수행하는 실험을 구성하여 액체전해액을 사용한 구조전지의 가능성 및 전기적 물성 변화를 관찰하였다. 인장된 분리막은 안정성을 떨어트리는 영향을 미치는데, 이는 양극의 미세입자들이 늘어난 유리섬유의 틈새로 침투하는 것을 분리막이 막지 못하기 때문이라 예상하였고, 상용 분리막을 추가로 사용 하여 그 예상되는 원인을 확인해 보았다. 그리고, 이러한 구조전지 시스템을 구현하기 위해서는 유리섬유 특성의 연구와 전극과 분리막의 계면에 대한 연구가 필요하다.

향류 공기 구동식, 고속 폭기식 및 벤튜리식 포말분리기에 의한 양어장수의 단백질 및 부유 고형물의 제거 특성 (Characteristics of Proteins and Total Suspended Solids Removal by Counter Current Air Driven Type, High Speed Aeration Type and Venturi Type Foam Separator in Aquacultural Water)

  • 서근학;김병진;김성구
    • 한국수산과학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.205-212
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    • 2000
  • 공기 구동식, 고속 폭기식 및 벤튜리식 포말분리 장치를 동일한 용량으로 제작하여 양어장 순환수 중의 단백질,총 부유 고형물 및 탁도를 제거하는데 있어 각 포말 분리장치의 운전 특성을 알아보고자 하였다. 공기구동식 포말분리기의 유략감소가 거의 없었으나 벤튜리식 포말분리기는 $66.1{\%}$정도의 유량감소가 발생하였으며 고속 폭기식 포말분리기는 $77.2{\%}$의 유량감소가 발생하였다. 공기 구동식, 고속 폭기식 및 벤튜리식 포말분리 장치의 단백질 제거속도는 수력학적 체류시간이 증가함에 따라 지수적으로 감소 하였다. 0.32 분 이상의 수력학적 체류시간에서는 공기 구동식 포말분리장치의 제거속도와 제거율이 가장 높게 나타났으며 그 이하의 수력학적 체류시간에 대해서는 고속 폭기식 포말분리 장치의 제거속도와 제거율이 가장 높은 것으로 나타났다. 수력학적 체류시간의 변화에 따른 총 부유 고형물과 탁도의 제거속도와 제거율의 변화는 단백질 제거속도 및 제거율의 변화와 거의 비슷하였으며 벤튜리식 포말분리기는 짧은 수력학적 체류시간에서는 총 부유고형물의 제거 효율이 다른 두 포말분리기에 비해 떨어지는 것으로 나타났다. 탁도의 제거는 공기 구동식 포말 분리기가 가장 우수한 것으로 나타났다.

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리튬금속 전극을 이용한 리튬이차전지의 내부단락에 대한 분리막의 영향 (Separator Effect on the Cell Failure of Lithium Secondary Battery using Lithium Metal Electrode)

  • 김주석;배상호;황민지;허민영;도칠훈
    • 전기화학회지
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    • 제14권3호
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    • pp.171-175
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    • 2011
  • 리튬금속을 사용하는 리튬이차전지는 사용이 간편하고 측정전극의 고유특성을 분석할 수 있는 장점이 있는 반면에 방전후 충전 시 리튬금속 전극에 리튬금속 수지상이 생성되고 심지어는 성장된 수지상에 의해 내부단락을 초래한다. 이러한 단락현상은 분리막의 두께와 밀접한 관계가 있다. 수지상에 의한 내부단락을 방지하기 위하여 두께가 각각 다른 4종류의 분리막을 사용하여 전기화학적 특성을 분석하였다. 다공성 유리섬유 부직포(glass microfiber filter) 분리막은 두께가 $300{\mu}m$ 로써 내부단락을 효과적으로 방지 할 수 있으며 AC 임피던스 값도 낮아서 유망한 분리막으로 확인하였다. 분리막의 두께가 $50{\mu}m$ 이상인 경우 내부단락 현상이 일어나지 않았으며, 0.2 C율의 싸이클 특성도 양호하였다. Signature 율 특성은 다공성 유리섬유 부직포를 사용한 경우 5 C의 고율에서 용량 유지율은 0.1 C에 비교하여 99%의 우수한 특성을 나타내는 것을 확인하였다.

Poly(acrylonitrile) 부직포 분리막에 코팅된 하이드로겔 고분자 전해질을 포함하는 활성탄 수퍼커패시터 특성 (Electrochemical Properties of Activated Carbon Supecapacitor Containing Poly(acrylonitrile) Nonwoven Separator Coated by a Hydrogel Polymer Electrolyte)

  • 모하메드 라티파투;고장면;이영기;김광만;조정대;장윤석;유정준;김종휘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권5호
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    • pp.550-555
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    • 2013
  • 6M KOH 수계 전해액에 potassium poly(acrylate) (PAAK)를 3 wt% 포함시켜 제조한 하이드로겔을 poly(acrylonitrile)부직포 분리막에 코팅하고, 이를 활성탄 수퍼커패시터의 분리막 및 전해질로 사용하여 수퍼커패시터의 고율특성 향상을 시도하였다. 이 분리막 및 전해질은전자현미경 관찰 결과 PAAK 하이드로겔이 부직포의 표면기공에 균일하게 코팅되어 있으며, 24일 동안 하이드로겔의 합습도가 230% 이상으로 균일하게 유지되었고, 6 M KOH 전해액을 사용한 경우($3.6{\times}10^{-2}Scm^{-1}$)보다 약간 낮은 $2.9{\times}10^{-2}Scm^{-1}$의 이온전도도를 나타내었다. 활성탄을 활물질로 사용한 대칭형 수퍼커패시터에 이 분리막 및 전해질을 채택한 경우 사이클릭볼타메트리 시험에서 $1000mVs^{-1}$의 고속스캔 조건에서도 $27Fg^{-1}$ 이상의 높은 비축전용량과 1000 사이클 경과후에도 97% 이상의 유지율을 나타내는데, 이는 부직포 상에 코팅된 PAAK 하이드로겔 전해질이 활성탄 전극과 부직포 분리막 사이에서 강력한 계면밀착을 유지할 수 있기 때문이다.