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- 저자 : 송현도(Hyun-do Song) (검색결과 7 건)
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고밀도 폴리에틸렌 파이프의 설치중 구조안정성에 대한 연구
송현배 ( Hyun Bae Song ),김도균 ( Do Kyun Kim ),최한석 ( Han Suk Choi ),박규식 ( Kyu Sik Park ) 한국복합신소재구조학회 2015 복합신소재학회논문집 Vol.6 No.1
In this study, structural stability of large diameter high density polyethylene (HDPE) pipe during installation was numerically investigated in order to investigate the effect of concrete collar dimension, water depth and tension (pulling force). From the numerical simulation results, the total stress of HDPE pipe with designed concrete collar was within 2.5%, so the total weight of concrete collar for sinking of HDPE is important rather than concrete collar dimension. Furthermore, the tension area for possible installation is decreased as the air filling rate is increased. Therefore, it is important to calculate the reasonable tension range before actual installation for safe installation of HDPE pipe.
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고밀도 폴리에틸렌 파이프의 설치중 구조안정성에 대한 연구
송현배,김도균,최한석,박규식,Song, Hyun-Bae,Kim, Do-Kyun,Choi, Han-Suk,Park, Kyu-Sik 한국복합신소재구조학회 2015 복합신소재구조학회논문집 Vol.6 No.1
In this study, structural stability of large diameter high density polyethylene (HDPE) pipe during installation was numerically investigated in order to investigate the effect of concrete collar dimension, water depth and tension (pulling force). From the numerical simulation results, the total stress of HDPE pipe with designed concrete collar was within 2.5%, so the total weight of concrete collar for sinking of HDPE is important rather than concrete collar dimension. Furthermore, the tension area for possible installation is decreased as the air filling rate is increased. Therefore, it is important to calculate the reasonable tension range before actual installation for safe installation of HDPE pipe.
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송현도,강정탁,김준범,Song, Hyun-Do,Kang, Jung-Tak,Kim, Jun-Bom 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.4
연료전지 운전 중에 스택(stack) 분리판 접착부위나 다른 경로로 부동액이 누설될 경우에는 화학적 반응에 영향을 주어 성능의 저하가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 부동액이 누설되었을 경우의 성능 거동을 관찰하는 실험을 수행하였다. $400mA/cm^2$ 전류밀도 조건에서 마이크로 펌프를 이용하여 부동액을 주입하였으며 상대습도 100%/100%와 수소와 공기의 양론비는 1.5/2.0으로 고정하여 실험을 수행하였다. 3 cell stack을 이용하여 부동액을 주입한 후 정전류 회복 실험을 수행한 결과 cathode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되었고 anode측에 부동액을 주입하였을 경우에는 성능이 회복되기 어려운 것으로 나타났다. Anode측이 회복되지 못하는 이유로는 ethylene glycol의 산화반응에서 발생하는 불순물에 의한 피독 현상과 GDL과 3상 계면에 ethylene glycol이 물리적으로 흡착하였을 경우 반응에 필요한 연료 공급의 방해로 인한 성능 저하를 예상할 수 있다. 성능 저하에 영향을 주는 두 가지 변수를 확인하는 실험을 수행하였다. 회복 실험은 anode측에 water pump를 이용하여 질소 기체와 물을 동시에 공급하는 방법으로 실험을 수행하였고, 1시간 간격으로 성능 회복 유무를 확인하였다. 성능 평가는 polarization curve, cyclic voltammetry(CV), electrochemical impedance spectroscopy(EIS)를 사용하였으며, 정량분석은 gas chromatography를 이용하여 분석하였다. 부동액 주입 후 성능은 크게 저하되었고 정전류 회복 실험에서도 성능 회복은 미미하게 나타났다. 이 후 물 주입회복 실험을 수행하였고 회복 실험을 수행한 2시간 이후에는 93% 이상의 회복을 관찰할 수 있었다. The performance of polymer electrolyte membrane fuel cell could be decreased due to coolant leaked from connection part. Micro pump was used to put small amount of coolant and investigate the effect on fuel cell. The stoichiometric ratio of hydrogen/air was 1.5/2.0, both side of gas was fully humidified, and current density of $400mA/cm^2$ was used as standard condition in this experiment. Constant current method was used to check performance recovery from coolant effect in 3 cell stack. The performance was recovered when coolant was injected in cathode side. On the other hand, the performance was not recovered when coolant was injected in anode side. Ethylene glycol could be converted to CO in oxidation process and cause poisoning effect on platinum catalyst or be adhered on GDL and cause gas diffusion block effect resulting performance decrease. Water with nitrogen gas was supplied in anode side to check performance recovery. Polarization curve, cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy was used to check performance, and gas chromatography was used to check coolant concentration. Constant current method was not enough in full recovery of performance. However, water injection method was proved good method in full recovery of performance.
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저가습 조건에서 냉각 유체의 고분자전해질 연료전지에 대한 영향
이흥주,송현도,권준택,김준범,Lee, Hung-Joo,Song, Hyun-Do,Kwon, Jun-Taek,Kim, Jun-Bom 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.1
고분자전해질 연료전지의 성능은 cell 온도, 전체 압력, 반응 기체의 부분 압력 상대습도와 같은 다양한 요인들에 의해 영향을 받는다. 이온화된 수소 이온은 $H_3O^+$의 형태로 membrane을 통과하여 물을 생성하는 반응으로 전기를 발생시킨다. 대용량 연료전지에서는 부수적으로 생성되는 열을 제거하거나 다른 용도로 사용할 목적으로 냉각시스템이 필요하다. 냉각수의 전도도가 상승할 경우에 연료전지에서 발생된 전류의 일부가 냉각수를 통하여 누설되어 연료전지의 성능을 감소시킬 수 있다. 본 연구에서는 3차 증류수와 ethylene glycol이 함유되어 있는 부동액을 사용하여 저항 수치 변화를 관찰하는 실험을 수행하였다. 3차 증류수의 경우 저항값이 설정치 이하로 내려가는데 약 28일이 소요되었고, 연료전지의 운전에 의한 영향은 관찰되지 않았다. 부동액을 냉각수로 사용한 경우는 43일이 지나도 저항값이 설정치 이하로 내려가지는 않았지만, stack 분리판의 접착부에 이상이 생긴 것으로 추정되는 연료전지의 성능 저하가 발생하여 전도도 실험을 중단하였다. 고분자전해질 연료전지에서는 수소이온의 이온전도성 저하를 방지하기 위하여 외부에서 가습하여 주는 방식이 일반적이지만, 소용량 연료전지에서는 무가습 조건을 적용하여 연료전지의 효율을 높이고 제작단가도 경감할 수 있다. 이를 위하여 저가습 및 무가습 실험을 수행하였으나 대용량 연료전지에서는 양측 무가습인 경우에 $50{\sim}60^{\circ}C$ 이상의 고온에서 성능이 발현되기 어려운 것으로 관찰되었다. 냉각수의 유량을 다르게 하여 실험을 수행한 경우에는 0.78L/min과 같은 낮은 유량에서 출구온도와 입구온도를 측정하여 본 결과 두 온도 사이에 ${\Delta}T$가 다른 유량에서보다 크게 발생하여 성능이 감소된 것으로 사료된다. 이와 같이 냉각수의 온도와 유량을 다르게 하여 양측 무가습 실험을 수행한 결과, 연료전지의 성능이 cell 온도에 직접적인 연관이 있는 것으로 관찰되었다. Proton exchange membrane fuel cell(PEMFC) performance could be affected by various factors such as cell temperature, total pressure, partial pressure of reactants and relative humidity. Hydrogen ion is combined with water to form hydronium ion [$H_3O^+$] and pass through membrane resulting electricity generation. Cooling system is needed to remove heat and other uses on large scale fuel cell. In case that collant conductivity is increased, fuel cell performance could be decreased because produced electricity could be leaked through coolant. In this study, triple distilled water(TDW) and antifreeze solution containing ethylene glycol was used to observe resistance change. Resistance of TDW was taken 28 days to reach preset value, and effect on fuel cell operation was not observed. Resistance of antifreeze solution was not reached to preset value up to 48 days, but performance failure occurred presumably caused by bipolar plate junction resulting stoppage resistance experiment. Generally PEMFC humidification is performed near-saturated operating conditions at various temperatures and pressures, but non-humidifying condition could be applied in small scale fuel cell to improve efficiency and reduce system cost. However, it was difficult to operate large scale fuel cell without humidifying, especially higher than $50{\sim}60^{\circ}C$. In case of small flux such as 0.78 L/min, temperature difference between inlet and outlet was occurred larger than other cases resulting performance decrease. Non-humidifying performance experiments were done at various cell temperature. When both of anode and cathode humidification were removed, cell performance was strongly depended on cell operating temperature.
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연료 부족에 의한 고분자전해질형 연료전지의 역전압 성능
이흥주,송현도,김준범,Lee, Hung-Joo,Song, Hyun-Do,Kim, Jun-Bom 한국수소및신에너지학회 2006 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.17 No.2
The performance of proton exchange membrane fuel cell was decreased by reverse voltage using fuel starvation. Performance decrease in local area could be affected by duration and extent of reverse voltage. Hydrogen and air stoichiometic ratio was used to find the experimental condition of abrupt voltage decrease. LabVIEW was used to make control logic of automatic load off system in preset voltage. Reverse voltage experiment was done down to -1.2 V at constant current condition. When fuel cell voltage was reached to preset voltage, electronic load was disconnected to make open circuit voltage for 1 minute. Fuel cell performance was checked every 5 cycle and the degree of performance decrease and/or recovery was estimated. Ohmic resistance and charge transfer resistance were increased and platinum surface area was reduced 41% after reverse voltage experiment.
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