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상용 FEM CODE를 이용한 고온수증기전기분해장치(HTSE)의 수소생산 특성에 관한 전산유체해석적 연구

A CFD Study on the Characteristics of Hydrogen Production by HTSE Using Commercial FEM CODE

  • 언어KOR
  • URLhttps://db.koreascholar.com/Article/Detail/334961
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해양환경안전학회 (The Korean Society Of Marine Environment & Safety)
초록

이 연구에서는 친환경적이고, 효율적인 수소생산방식으로 알려진 고온수증기전기분해(HTSE)에 대한 열․화학적 특성 및 수소 생산 특성을 파악하고자 하였으며, 이론적 고찰과 더불어 정밀한 전산유체해석(CFD)를 통하여 획득한 결과를 제시하였다. 연구의 주요 파라메터로는 ASR(Area Specific Resistance)의 영향 및 유입가스의 온도와 압력 등이다. 상용 FEM CODE인 COMSOL Multiphysics ver. 3.3 소프트웨어를 이용하여 2차원 정상상태 전산유체해석을 실시하였으며, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1) ASR 값이 증가함에 따라 cell 내부의 온도는 하강하였 고, 수소생산율도 낮아졌다. 2) 입구압력이 0.1MPa과 5MPa인 경우를 비교한 결과 0.1MPa일 때가 5MPa일 때 보다 최대속도를 기준으로 약 52 배 빠른 속도를 나타내며, cell의 최대온도를 기준으로 약 6.6K 가량 높은 것으로 확인되었다.

In this study, I wanted to identify the characteristics for hydrogen production and the thermal and chemical properties of high temperature steam electrolysis (HTSE) known as environmental-friendly and efficient hydrogen production method, along with precise theoretical analysis and detailed CFD I presented result obtained. The main parameters include Effect of ASR (Area Specific Resistance), Temperature and pressure of the gas flow. Using the program COMSOL Multiphysics ver 3.3 been a commercial FEM CODE I conducted CFD for two-dimensional steady-state, conclusions were, 1) With increasing the values of ASR, temperature inside the cell and the hydrogen production rate were decreased. 2) In a comparison the inlet pressure for 0.1MPa and 5MPa, inlet pressure in 0.1MPa represents about 52 times faster than 5MPa based on the maximum speed, was confirmed of about 6.6K higher based on the maximum temperature of cell.

저자
  • 최정식(한국해양대학교 대학원) | Jung-Sik Choi (Graduate school of Korea National Maritime University, Busan, Korea)
  • 최재혁(한국해양대학교 기관시스템공학부) | Jae-Hyuk Choi (Division of Marine Engineering System Korea National Maritime University, Busan, Korea)
  • 한원희(목포해양대학교 기관시스템공학부) | Won-Hui Han (Division of Marine Engineering System Mokpo National Maritime University, Mokpo, 530-729, Korea)