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프로토닉 세라믹 연료전지를 위한 적층형 구조의 삼중 이온 및 전자 전도체 YBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ 양극의 전기화학적 성능 평가
조인혁(Inhyeok Cho),최시혁(Sihyuk Choi) 한국세라믹학회 2021 세라미스트 Vol.24 No.4
Protonic ceramic fuel cells (PCFCs) have receiving huge attention as a promising energy conversion device because of their high conversion efficiency, lack of fuel dilution, and high ionic conductivity at intermediate temperature regime (400 ∼ 600 oC). Although this fuel cell system can effectively solve the main obstacle for the commercialization of conventional solid oxide fuel cells, electrochemical performance is currently limited by the cathodic polarization due to insufficient catalytic activity. To overcome this issue, layered perovskite materials, PrBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ, have been discovered as triple ionic and electronic conductor, which enables to simultaneously conduct H+/O2-/e-. Despite great advantages, there is large gap in the thermal expansion coefficient (TEC) between the cathode and electrolyte. Herein, we developed a new triple conducting cathode material, YBa0.5Sr0.5Co1.5Fe0.5O5+δ (YBSCF) to minimize TEC while maintaining the high electro-catalytic activity with excellent hydration properties. Structural analysis, hydration properties, and electrochemical performances of YBSCF cathode were investigated. In particular, the peak power density of YBSCF cathode based on BaZr0.4Ce0.4Y0.1Yb0.1O3-δ (BZCYYb4411) electrolyte attained 0.702 W cm-2 at 600 oC. Moreover, power output is fairly stable for 300 h without observable degradation by applying a constant voltage of 0.7 V at 600 oC.
동압측정을 통한 반응기 내부 응집상태 모니터링에 관한 기초 실험 연구
조천현(Cheonhyeon Cho),정수화(Soohwa Jeong),안승번(Seungbeon Ahn),이현승(Hyunseung Rhee),오승진(Seungjin Oh),조인혁(Inhyeok Cho),안석기(Seokki Ahn),조현호(Hyeonho Cho),정성묵(Seongmuk Jeong),이은도(Uendo Lee) 한국신재생에너지학회 2021 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2021 No.7
화석연료의 사용을 지양하면서 대체 에너지 자원에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 바이오매스로부터 생산되는 에너지는 재생성과 탄소 중립성으로 인해 많은 관심을 받고 있다. 여기서 유동층 기술은 높은 연소 효율과 낮은 배출 수준으로 인해 산업에서 널리 사용되지만 일반적으로 바이오매스를 연료로 사용할 때 연료에 포함된 높은 알칼리 함량으로 인해 층물질의 응집 및 부식문제를 유발할 수 있다는 단점을 가지고 있다. 특히, 응집의 경우 탈유동화로 인해 연소 효율을 저감 시키며, 심할 경우 장치의 파손을 유발할 수 있기 때문에 이를 미리 파악하여 방지하는 노력이 필요하다. 본 연구에서는 유동층의 응집을 파악할 수 있는 기초연구로서 반응기 내부의 동압을 측정하였다. 측정된 동압을 통해 반응기 내부 상태를 판단하기 위해 시간 영역의 데이터를 주파수 영역의 데이터로 변환하였고 두 가지 방법을 통해 비교하였다. 첫 번째 방법은 고속푸리에변환(fast fourier transform)이며, 두 번째 방법은 전력스펙트럼밀도(power spectrum density)이다. 결과적으로 전력스펙트럼 밀도 방법을 적용하였을 때 실험 조건 변경에 따른 반응기 내부 상태변화를 파악할 수 있었으며, 이를 통해 연속적인 반응기 내부 층 상태를 관찰할 수 있음을 파악하였다.
SPH 기반의 가상 입자와 반발 벽을 이용한 향상된 경계 처리 방식도입과 해석 적용
이지형(Ji-Hyeong Lee),조인혁(Inhyeok Cho),장호영(Hoyoung Jang),이종수(Jongsu Lee),조광준(Kwangjoon Cho) 대한기계학회 2019 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2019 No.11
SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) is based on Lagrangian method and one of the meshless techniques that analyzes the fluid flow. Various research have been conducted on boundary conditions in the SPH method. Integral type boundary conditions is relatively simple method and have been used rather than other method. Boundary particle method also used to get more precise result in various research. In this work, improved integral type boundary condition introduced which is using fictious particle with repulsive wall and application in static and dynamic simulation. Hydrostatic and tank sloshing simulation was performed using to prove this method is stable. It was confirmed that the fluid particle does not penetrate wall boundary and result was physically acceptable.