수소는 기후변화 위기에 대응하기 위한 에너지원 중 하나로 주목받고 있다. 그러나, 수소는 밀폐된 공간에 누출되면 천장으로 상승하여 축적되고, 점화원과 만나면 화재나 폭발의 위험이 있다. 특히, 수소를 운송하거나 연료로 사용하는 선박은 여러 밀폐된 공간으 로 구성되어 있기 때문에 수소를 안전하게 사용하기 위해서는 공간 내에서의 확산 특성을 파악해야 한다. 본 연구는 선박 내 밀폐된 공간 에서 수소와 유사한 특성을 가진 헬륨의 누출방향에 따른 확산 특성을 실험적으로 파악하고, CFD 시뮬레이션을 통해 환기횟수가 25, 30, 35, 40, 45ACH로 증가함에 따라 누출방향에 따른 산소농도 변화를 파악하는 것이 목적이다. 연구 결과, 산소농도감소율은 -z 방향의 누출 이 2%, +x와 +z 방향의 누출이 1%였으며, 환기소요시간은 -z 방향 누출이 15분 30초, +x 방향 누출이 7분, +z 방향 누출이 9분으로 누출방 향에 따라 산소농도와 환기소요시간에 차이가 있음을 보여준다. 또한, 실험공간에서 환기횟수 35ACH 이상부터는 모든 누출 방향에서의 산소농도감소율과 환기소요시간에 유의미한 차이가 없었다. 따라서, 환기횟수를 증가하여도 산소농도와 환기소요시간이 개선되지 않았기 때문에 본 실험환경에서의 적정 환기횟수는 35ACH임을 알 수 있었다.

The paper applies CFD numerical simulation technology, selects the typical urban commercial block as the research object, uses PM I 0 which are from automobile exhausted gas as the source of pollution, simulates the spatial density di stribution of the inhalable pa11icle, verifies the accuracy based on the monitoring data and reveals the diffusion rule of atmospheric pollutants in the three dimensional block space. The results show that there is a close relationship between the diffusion effect of the contaminated gas and three dimensional landscape pattern in blocks. At different height levels such as I 0 meters, 30 meters and 50 meters, the decreasing trend of the density of the pollutants and the uniformity of the spatial distribution are quite obvious. The height of the buildings along the streets, the space combination and the shape of the buildings themselves determine the inner smoothness of the streets. In the urban planning, one must fully consider the effect of three dimensional pattern on air pollution in blocks. From the aspects of urban ventilation, open space, height of the horizon line and disheartened space of the bottom, three dimensional landscape pattern of urban blocks should be optimized, which can effectively improve the current situation of severe atmospheric pollution.

‘Upper bound’ is very well known notion in membrane field, which explains the trade-off relationship between permeability and selectivity in gas pairs. Many researches have worked on overcoming the current limitation in order to develop cost-effective and energy-efficient membrane system. Thus, understanding the intrinsic material properties (permeation, diffusivity and solubility) are prerequisite to set the strategy how to get over the upper bound. In this study, we introduced Quartz crystal microbalance to measure diffusion coefficient and compare the results to apparent diffusivity value obtained from the high-vauum time lag method. We consider the quartz type, temperature and pressure effect on diffusion coefficient and also characterize defect density of deposited film.

기체분리막의 기체의 투과거동은 대부분 실험적으로 계획되고 실험이나 이론 만으로 검증을 하는 수준에 머무르고 있다가, 최근에 들어서 분자동력학적인 모 사방법(Molecular Dyanmic Simulation)을 이용하여 고분자의 거동, 기체분자의 거동을 컴퓨터를 이용하여 분자수준에서 모사하고 이해하고자 하는 노기체의 확산계수와 비교를 통하여 확산거동에 대한 이해를 높이고자 시도하 였으며, 기체확산계수가 관능기 력들을 기울이고 있으며, 실험적인 결과들과 모사결과를 비교하여 고분자의 설계나 기체분자의 거동의 이해를 하는데 기여를 하고 있다. 본 연구에서는 기체분리막 으로서 사용이 되는 폴리이미드나 폴리벤즈옥사졸같은 탄화수소계 고분자분리 막의 기체 분자의 투과거동을 모사하고자 하였다. PEG를 포함하는 폴리이미드 공중합체에서 폴리에틸렌 부분과 같은 관능기그룹의 밀도로 확산계수를 계산하여 그룹이 많은 부분에서 증가하는 것을 확인하였고, 이는 기체투과 테스트의 실험데이터와 거의 일치하였다.

In this paper, a three dimensional numerical analysis tool was applied to study the PEMFC performance characteristics. The porosity and electrical conductivity of GDL and CL as well as the relative humidity of anode and cathode channel gas were selected as simulation parameters. As the porosity of GDL and CL increases, current density and temperature increase because reactant gases diffuse well. As the electrical conductivity of GDL and CL increases, current density and temperature increase due to increased electron transfer rate. As anode relative humidity increases, current density and temperature increase. Unlike anode, current density and temperature increase when cathode relative humidity increases from 0 percent to 60 percent. Then current density and temperature decrease when cathode relative humidity increases from 60 percent to 100 percent.

유형이 다른 품종들간에 기공밀도와 기체확산저항의 차이와 광합성 속도에 미치는 영향 등을 비교 검토한 바 일반적으로 Indica 품종의 기공밀도가 Japonica 품종보다 컸으나 기체확산은 작았다. Indica 품종과 Japonica 품종간의 교잡을 통하여 육성한 품종들의 기공밀도와 기체확산 저항은 중간가를 나타냈다. 기공밀도와 기체확산저항 광합성 속도 간에는 현저한 정의 상관을 보였지만 특수엽중과는 현저한 질의 상관을 보였고, 단엽면적과의 상관관계는 현저하지 않았다. Indica 품종과 Japonica품종간의 교잡을 통하여 Indica 품종의 기공밀도가 크고 기체확산저항이 낮은 특성과 Japonica 품종의 특수 엽중이 큰 특성을 결합할 수 있다면 광합성 속도를 더욱 높일 수 있으리라 추측된다.