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마이크로 Pin Fin 화학반응기에서 수소화붕소나트륨 수용액의 압력강하 및 탈수소 화학반응 연구
Pressure Drop and Catalytic Dehydrogenation of NaBH4 Solution Across Pin Fin Structures in a Microchannel Reactor 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. B. B, v.41 no.6 = no.381, 2017년, pp.381 - 387  

정기문 (한국생산기술연구원) ,  최석현 (키밸브기술(주)) ,  이희준 (국민대학교 기계공학부)

초록
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수소화붕소나트륨은 안정적으로 수소가 저장된 물질이며, 촉매반응으로 수소를 용이하게 분리할 수 있다. 본 연구에서는 탈수소 반응률을 높이기 위해 비표면적이 큰 마이크로 pin fin 화학반응기를 제작하여 수소화붕소나트륨 수용액의 압력강하 및 탈수소 화학반응 실험을 수행하였다. 나노공정을 이용하여 실리콘웨이퍼에 높이 $300{\mu}m$, 직경 $50{\mu}m$의 pin fin을 축간격 1.3, 횡간격 1.5으로 엇갈림 배열하였다. 수소화붕소나트륨 수용액은 5~20 wt.% 농도로 Re수 1~60으로 공급되었으며, 초고속카메라를 이용하여 탈수소반응 유동양상을 관찰하였다. 실험 결과 마이크로 pin fin 화학반응기는 동일 수력학적직경을 가지는 직관 마이크로채널 화학반응기보다 화학반응 성능이 2.45배 우수한 반면, 압력강하는 1.5배 증가하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Dehydrogenation from the hydrolysis of a sodium borohydride ($NaBH_4$) solution has been of interest owing to its high theoretical hydrogen storage capacity (10.8 wt.%) and potentially safe operation. An experimental study has been performed on the catalytic reaction rate and pressure dro...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 논문에서는 루테늄 촉매를 증착한 마이크로채널 화학반응기에서 수소화붕소나트륨 수용액의 압력강하와 탈수소 화학반응 특성에 대한 실험연구를 수행하였다. 화학반응기는 단일 마이크로채널과 보다 더 큰 비표면적을 만들기 위해 마이크로 pin 핀 구조 마이크로채널 두 가지를 채택하여 비교 연구를 수행하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
수소를 보관할 수 있는 저장매체는 크게 무엇으로 나뉘는가? 수소를 보관할 수 있는 저장매체는 크게 고체 및 액체 물질로 나뉜다. 고체 보관 물질들 중 메탈하이드라이드(metal-hydride) 저장매체의 경우, 무거우며 수소를 저장하거나 분리할 때 화학반응률이 낮아 상용화에 제약이 따른다.
수소화붕소나트륨의 특징은 무엇인가? 수소화붕소나트륨은 안정적으로 수소가 저장된 물질이며, 촉매반응으로 수소를 용이하게 분리할 수 있다. 본 연구에서는 탈수소 반응률을 높이기 위해 비표면적이 큰 마이크로 pin fin 화학반응기를 제작하여 수소화붕소나트륨 수용액의 압력강하 및 탈수소 화학반응 실험을 수행하였다.
수소에너지에 대한 기초연구의 필요성이 대두되는 이유는 무엇인가? 지구 온난화에 대한 우려가 증가함에 따라, 수소를 화석연료 대체에너지로 이용하려는 연구가 최근 활발히 수행되고 있다. 따라서, 수소에너지에 대한 기초연구의 필요성이 대두되고 있으며, 수소가스의 효율적인 생산 및 안정적인 저장매체에 대한 파생 연구가 요구되고 있다.
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참고문헌 (15)

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