Hydrogen is considered as one of the most promising future energy carriers due to its noteworthy advantages of renewable and high calorific value. The long-term storage of liquid hydrogen with low heat leakage is essential for future deep space exploration. Because of low critical temperature and volatility, liquid hydrogen tank poses severe requirements to multi-layer insulation (MLI). In order to reduce heat leak into tank, vapor cooled shield (VCS) was set up to cool MLI by retrieving the heat of discharged cryogenic gas hydrogen. This paper presents an parametric study on insulation system in liquid hydrogen storage vessel with MLI and VCS. Thermal model was developed, and heat transfer analysis by varying VCS position was conducted. Temperature and heat flux distributions along time passing were derived, and effect of VCS position on insulation performance was investigated.

Radioactive Oxide is formed on the surface of the coolant pipe of the nuclear power plant. In order to remove the oxide film that is formed on the surfaces of the coolant pipe, chemical and physical decontamination technologies are used. The disadvantage of traditional technologies is that they produce secondary radioactive wastes. Therefore, in this study, the short-pulsed laser eco-friendly technology was used in order to reduce the production of secondary radioactive wastes. It was also used to minimize the damage that was caused to the base material and to remove the contaminated oxide film. The study was carried out using a Stainless steel 304 specimen that was coated with nickel-ferrite particles. Additionally, a transport robot was 3D modeled and manufactured in order to efficiently remove the oxide film from the coolant pipe of the nuclear power plant. The transport robot has a fixed laser head to move inside the horizontal and vertical pipes. The rotating laser head removes the contaminated oxide film on the inner surface of the coolant pipe. In the future, as a condition of the 1064nm short-pulsed laser ablation technique determined by basic analysis, we plan to analyze whether the transport robot is applicable to the radiation contamination site of the nuclear power plant.

We fabricated 3 types of ETL, mp TiO2, ZnO, and ZnO coated on mp TiO2(ZMT) to compare the photoelectric conversion efficiency (PCE) and fill factor (FF) of Perovskite solar cells. The structure of the cells was FTO/ETL/Perovskite (CH3NH3PbI3)/spiro-MeOTAD/Ag. SEM morphology assessment of the ETLs showed that mp TiO2 was porous, ZnO was flat, and the ZMT porous surface was filled with a thin layer. Via XRD measurements, the crystal structures of mp TiO2 and ZnO ETL were found to be anatase and wurtzite, respectively. The XPS patterns showing energy bonding of mp TiO2, ZnO, and ZMT O 1s confirmed these materials to be metal oxides such as ETL. The electrical characteristics of the Perovskite solar cells were measured using a solar simulator. Perovskite solar cells with ZMT ETL showed showed PCE of 10.29 % than that of conventional mp TiO2 ETL devices. This was considered a result of preventing Perovskite from seeping into the ETL and preventing recombination of electrons and holes.

MoO3 metal oxide nanostructure was formed by hydrothermal synthesis, and a perovskite solar cell with an MoO3 hole transfer layer was fabricated and evaluated. The characteristics of the MoO3 thin film were analyzed according to the change of hydrothermal synthesis temperature in the range of 100 ℃ to 200 ℃ and mass ratio of AMT : nitric acid of 1 : 3 ~ 15 wt%. The influence on the photoelectric conversion efficiency of the solar cell was evaluated. Nanorod-shaped MoO3 thin films were formed in the temperature range of 150 ℃ to 200 ℃, and the chemical bonding and crystal structure of the thin films were analyzed. As the amount of nitric acid added increased, the thickness of the thin film decreased. As the thickness of the hole transfer layer decreased, the photoelectric conversion efficiency of the perovskite solar cell improved. The maximum photoelectric conversion efficiency of the perovskite solar cell having an MoO3 thin film was 4.69 % when the conditions of hydrothermal synthesis were 150 ℃ and mass ratio of AMT : nitric acid of 1 : 12 wt%.

1차원 등엔트로피 모델과 통합된 경계층 적분법은 초음속 노즐의 설계과정에서 내열재 표면의 열전달을 예측하는데 효과 적으로 사용되고 있지만 노즐 목과 같이 2차원 효과와 경계층과 노즐 코어유동의 상호작용이 발생하는 지점에서는 경계층 외부유동 해석의 부정확성으로 해석의 정확도가 감소한다. 따라서 본 연구에서는 경계층 적분법을 이용한 열전달 예측의 정 확도를 향상시키기 위해 CFD를 이용하여 2차원 효과와 노즐 코어유동의 상호작용이 고려된 경계층 외부유동 조건을 도출 하고 이를 경계조건으로 하는 해석기법을 개발하였다. 오일러 모델과 SST k-ω 모델을 CFD로 해석하여 경계조건으로 적용 했으며 계산방법을 검증하기 위해 선행문헌의 실험노즐에 대해 해석을 수행하였다. 계산 결과 CFD를 통해 경계층 외부유동 조건을 도출한 해석에서 노즐 열전달의 정확도가 향상되는 것을 확인하였으며 특히 노즐 목 후방과 팽창부에서의 차이가 크 게 나타났다. SST k-ω모델로 도출된 계산결과는 1차원 등엔트로피 모델과 비교 시 팽창부에서 실험결과와의 오차가 16% 감소하였다. 본 연구에서 개발된 해석기법은 향후 로켓노즐의 내열설계에 유용하게 사용될 것으로 평가된다.

본 연구의 목적은 일중피복온실의 피복재에 대하여 우리나라 환경에 적합한 관류열전달계수를 산정하는 방법을 찾아내고 검증하여 다양한 온실조건 및 환경조건에서 관류열전달계수를 산정할 수 있는 모델을 제시하는 것이다. 온실내부 및 외부온도와 피복재 표면온도와의 상관관계를 분석한 결과 주간 및 야간 온도를 모두 고려하였을 때보다 야간온도만을 고려하였을 경우가 상관성이 훨씬 더 높은 것으로 나타났다. 피복재의 표면온도가 온실의 외부온도보다는 내부온도와 상관성이 더 높은 것으로 나타났다. 관류열전달계수를 산정하는데 사용된 5가지 종류의 대류 및 복사열전달계수 산정식을 비교한 결과 Kittas가 제안한 대류 및 복사열전달계수 산정식이 가장 적합한 것으로 나타났다. 피복재 표면온도의 측정값과 계산 값의 상관성을 분석한 결과 직선의 기울기는 1.009이고 절편은 0.001이며 결정계수가 0.98로 나타나 본 연구에서 제시된 관류열전달계수 산정모델이 신뢰성이 있음을 확인할 수 있었다. 온실내부로부터 피복재 내부표면으로 전달되는 열흐름량의 경우 모든 풍속구간에 대해 대류열전달량이 복사열전달량보다 더 컸으며 풍속이 증가할수록 그 차이가 증가하였다. 외부표면에서 손실되는 열흐름량의 경우 풍속이 낮을 때에는 대류열전달량에 비해 복사열전달량이 더 컸으나 풍속이 증가함에 따라 그 차이는 점점 줄어들어 풍속이 높을 때에는 대류열전달량이 더 커지는 것으로 나타났다. 피복재 외부 표면의 대류열전달량은 내부표면의 대류열전달량에 직선적으로 비례하여 증가하는 것으로 나타났다. 풍속이 증가함에 따라 관류열전달계수는 증가하고 피복재의 표면 온도는 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 변화추세를 보면 관류열전달계수는 거듭제곱함수와 그리고 표면온도는 로그함수와 잘 일치하였다.