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요약문
SUMMARY
표목차
그림목차
목차
제1장 서론 15
제1절 연구의 배경 및 목적 15
제2절 연구의 범위 17
제3절 1차년도 연구내용 18
제4절 2차년도 연구계획 21
제2장 전기방전법을 이용한 수소제조 방법 23
제1절 연구의 배경 23
제2절 전기적인 특성모델 25
제3장 반응기 및 주변장치의 설계 및 제작 31
제1절 반응기 33
제2절 연료주입장치 35
제3절 전원공급 장치 36
제4절 가스포집장치 38
제5절 전기적인 특성 측정장치 40
제4장 전압의 최대공급 능력에 전류손실이 미치는 영향 41
제1절 연구의 배경 41
제2절 실험 43
1. 알루미늄 연료의 준비［40~42］ 43
2. 전기분해 등의 영향에 관한 실험 44
제3절 실험결과 및 고찰 45
제5장 전기적인 특성의 분석과 전류-전압-금속연료의 주입속도에 관한 연구 49
제1절 연구의 배경 49
제2절 실험 방법 50
제3절 실험결과 및 고찰 53
1. 전원장치만 사용한 실험 54
2. 외부회로에 저항을 연결한 실험 56
3. RLC 공진회로를 구성한 경우의 실험 61
제6장 생성가스의 분석 67
제1절 연구의 배경 67
제2절 실험 방법 68
제3절 실험결과 및 고찰 69
1. 가스크로마토그래피에 의한 분석 69
2. 몰 뷰렛에 의한 분석 72
제7장 보완된 전원장치에 관한 실험 75
제1절 연구의 배경 75
제2절 실험 방법 76
제3절 실험결과 및 고찰 77
1. 전압과 전류의 파형에 의한 분석 77
2. 생성가스 분석 결과 80
제8장 결론 83
제9장 향후 연구방향 85
참고문헌 87
해당년도 과제지원 발표물／특허목록 93
부록 95
(표 1-1) 연구과제의 년차별 연구범위 17
(표 2-1) 물을 분해할 수 있는 금속과 물의 반응 시의 수소 생성량과 발열량(25℃)［30］ 23
(표 3-1) 직류 전원장치의 모델사양 37
(표 4-1) 실험에 사용된 정제수와 다른 물과의 성분 분석 결과 41
(표 5-1) 금속연료와 물의 실험에 사용된 전극과 초기 실험 조건 50
(표 5-2) 공진회로에서 사용된 전기 요소의 용량 61
(표 6-1) 생성 가스의 분석에 사용된 가스크로마토그래피의 조건 69
(표 6-2) 알루미늄과 물과의 반응 시 이론 계산치［30］ 70
(표 6-3) 생성된 가스분석 데이터 (25℃ latm) 71
(표 6-4) 입력된 전기에너지에 대한 생성 가스량과 소모된 알루미늄의 양 72
(표 6-5) 외부회로의 변화에 따른 데이터 73
(표 7-1) 기존의 전원장치와 보완된 전원장치의 용량 비교 75
(표 7-2) 알루미늄 연료의 직경에 따른 실험 결과 데이터 80
［그림 2-1］ 금속과 물의 반응에 따라 동반되는 현상 25
［그림 2-2］ 본 연구에서 사용된 단계별 전기전인 특성 모델 26
［그림 2-3］ 금속연료선의 온도분포 29
［그림 3-1］ 전기방전을 이용한 수소제조시스템의 블록 다이어그램 31
［그림 3-2］ 전기방전을 이용한 수소제조장치의 구성도 32
［그림 3-3］ 전극의 배치 형태 34
［그림 3-4］ 생성가스의 정량분석에 이용된 몰 뷰렛(Mohr buret)의 개략도 39
［그림 4-1］ 양극산화법을 이용하여 알루미늄 연료에 코팅을 하기위한 실험 장치 43
［그림 4-2］ 간극의 변화에 따른 전류 손실을 비교하기 위한 실험 장치 44
［그림 4-3］ 간극의 변화에 따른 손실 전류 46
［그림 4-4］ 간극이 10mm 경우에 나타나는 전류(a)와 전압(b)의 변화 47
［그림 5-1］ 실험에서 구성한 전기 요소의 등가회로 (a) 전원장치만 사용한 경우 (b) 저항을 사용한 경우 (c) 저항, 인덕터 및 콘덴서를 조합한 경우 52
［그림 5-2］ 실험에서 사용된 전형적인 외부회로에 대한 등가회로도 54
［그림 5-3］ 전원장치만 사용한 경우의 전형적인 전류와 전압의 파형 55
［그림 5-4］ 저항을 40Ω 연결한 경우의 반응기 내에 입력된 전형적인 전류와 전압의 파형 58
［그림 5-5］ 저항을 60Ω 연결한 경우의 반응기 내에 입력된 전형적인 전류와 전압의 파형 58
［그림 5-6］ 저항을 100Ω 연결한 경우의 반응기 내에 입력된 전형적인 전류와 전압의 파형 59
［그림 5-7］ 저항을 40Ω 연결한 경우의 다른 시간대(time base)에서의 damping 곡선 60
［그림 5-8］ 스위치를 켰을 때의 전원장치와 반응기에서의 전압의 차이 Vs Source voltage, Vd Discharge voltage 62
［그림 5-9］ RLC 공진회로를 사용한 경우 반응기 내에 입력된 전형적인 전류와 전압의 파형 63
［그림 5-10］ RLC 공진회로를 사용한 경우에 반응기 내에 입력된 전형적인 전압의 실제 펄스 파형 64
［그림 5-11］ ［그림 5-10］ 파형의 PSD(power spectral density) 64
［그림 5-12］ 1.953MHz로 ［그림 5-10］에 디지털 필터(filter)를 취했을 때의 저주파 응답(low frequency response) 곡선 65
［그림 5-13］ 금속연료와 물의 전기화학 연소반응의 중요 조건 66
［그림 7-1］ Equivalent(Equvalent) circuit of the experimental apparatus 76
［그림 7-2］ 알루미늄 연료의 Diam. 에 따른 전형적인 전압과 전류의 파형 (a) 0.8mm (b) 1.2mm (c) 2.0mm (d) 2.4mm 79
［그림 7-3］ 알루미늄 연료의 직경에 따른 생성된 가스량과 소모된 길이 81
［그림 A］ 연료주입장치의 개략도 95
［그림 B-1］ 전원장치의 고압부(HV)에 대한 블록 다이어그램 96
［그림 B-2］ 고압부와 저압부의 연계에 대한 개략도 96
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