본 연구에서는 금속 전극사이에 팔라듐 나노선을 성장시키기 위해 직류와 이중전기영동 방법을 이용한 전기화학적 방법을 제안하였다. 팔라듐 나노선의 최적 성장 조건들을 파악하기 위해 교류의 인가 주파수 및 전압의 영향들이 조사되었다. 합성된 팔라듐 나노선들은 수백 나노미터의 직경과 $8\;{\mu}m$ 길이를 갖고 있으며, $1\;k{\Omega}$의 우수한 전기적 저항 특성을 보였다. 최종적으로 완성된 팔라듐 나노선들은 상온에서 수소 농도 100 ppm에서 2500 ppm의 범위에서 수소검출 평가를 수행하였으며, 수소센서에 적합한 우수한 검출 감도 및 응답시간을 보였다.
교류 펄스전압을 이용하여 글라이딩 아크 플라즈마 반응기에서 지구 온난화의 주요 원인으로 꼽히는 PFCs(Perfluoro compounds) 가스의 일종인 $SF_6$에 관한 분해 연구를 하였다. 가스의 농도를 조절하기 위하여 압축공기를 사용하였고 각각의 유량을 MFC를 통하여 조절하였다. 반응기 내의 양전극사이에 인가하는 전압을 아크가 발생하는 7kV$\sim$10kV 사이를 1kV 단위로 가변하였고 유량을 변화시켜가며 실험한 결과 높은 전압과 낮은 유량일 때 높은 분해율 특성을 보였다. 기본 방전 특성을 오실로 스코프를 통하여 관찰 분석하였다. 각 가스들의 분해율과 분해후 가스 성분분석은 글라이딩 아크 플라즈마와의 반응후 가스를 포집하여 FT-IR을 통하여 분석하였다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제37권8호
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pp.877-885
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2013
선박 기관실의 해수 배관은 염소이온 농도와 전기 전도성이 높은 해수가 빠른 속도로 유동하는 환경에 놓여 있게 된다. 따라서 부식성이 강한 염소 이온으로 인해 배관 내부에 국부 부식이 발생하여 해수가 누설되는 경우가 종종 발생하고 있다. 그래서 해수 배관의 누설 부위에 대해 일반적으로 선박 내에서 여러 가지 피복아크용접봉을 사용하여 교류 아크용접기로 보수용접을 한다. 본 연구에서는 해수파이프 등에 E4301, E4311, E4313 및 E4316과 같은 피복아크용접봉으로 용접한 경우, 용접부위에 대해 영역별로 내식성 차이를 전기화학적 방법으로 비교 분석하고, 각각의 용접부위에 대한 미세조직 관찰 및 미소 비커스 경도를 측정하였다. E4313의 용접봉을 사용한 용접부가 다른 용접봉을 사용한 용접부에 비해 가장 낮은 경도 값을 나타내었으나 내식성은 가장 우수하게 나타나고 있다. 그리고 용접봉의 종류에 관계없이 용접부는 모재보다 상대적으로 내식성이 더 우수하였고, 경도도 더 높은 값을 나타내었다.
수중방전은 다양한 라디칼을 직접 물 속에서 발생시키기 때문에 수처리 공정에 다양한 응용이 가능하다. 특히, 최근에 선박평형수 등의 살균이 국제적인 이슈가 되고 있고, 2017년까지는 모든 선박에 살균을 위한 수처리 설비가 의무화된다. 본 연구에서는 염분이 있는 수체에서의 방전공정을 연구하고 이를 수처리공정에 적용할 수 있는 방법에 대해 연구하였다. 해수의 경우 전도도가 53mS로 자유로운 전하의 이동이 가능하기 때문에 일반적인 민물방전의 전원과 전극 등으로는 방전을 할 수 없다. 이에 세라믹과 금속의 이중구조로 되어 있는 모세관전극을 개발하여 전도성이 있는 수체에서의 방전을 이루었다. 전원장치로는 60 Hz, 380 V를 1차측에 인가하여 2차측에서 약 3 kV, 10 kW의 파워가 발생하는 12위상차 교류전원장치를 개발하여 사용하였다. 모세관 내부에 전압이 인가되면 전류가 발생하여 joule heating에 의하여 모세관 내부에 기포가 형성된다. 이 때, 전류의 단락이 이루어지면서 고전압쪽에 전하가 축적되며 기포내부의 E-field가 상승한다. 이후 기포 내에서 방전이 개시되며 각종 라디칼을 생성한다. 방전에 의해 생성되는 산화제로는 오존, OH라디칼, 과산화수소 등이 있으며, 해수에서는 Cl-의 결합에 의하여 Cl2 가스가 발생한다. 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 생성되는 총염소의 농도는 2.5 mg/L이다. 수중방전의 적용대상으로 선박평형수, 멤브레인과의 결합, 용존기포부상법을 선정하여 적용가능성을 연구하였다. 먼저 선박평형수 살균처리를 위해 해수의 처리유량을 20 lpm으로 유지하고 대장균, 바실러스, 조류(테트라셀미스) 등을 투입하여 전극 12개가 삽입된 12위상차 플라즈마 반응기를 통과시켰더니, 약 30,000 J/L의 체적에너지에 대하여 1일 후의 살균력이 각각 99.99, 99.99, 99.9%의 살균력을 나타내었다. 이는 국제해사기구에서 권장하는 살균수준인 99.9%를 초과하는 수치이다. 플라즈마를 이용한 해수살균공정의 안정적 운전을 위해 후단에 UF멤브레인을 추가하여 잔류생존 미생물을 제거할 수 있다. 이를 위해 플라즈마가 후단의 멤브레인 운전에 미치는 영향을 평가하였다. 카올린과 탄산칼슘을 오염원으로 각각 투입하여 멤브레인으로 처리를 하였을 때, 방전 직후 멤브레인에 걸리는 막간압력차가 약 30% 감소하였는데, 이는 막에 형성된 파울링이 방전에 의해 제거된 것으로 평가할 수 있다. 수중방전은 다양한 산화제를 생성함과 동시에 미세기포를 발생시키는데 이는 수중유기물의 부상분리에 적용될 수 있다. 방전모세관전극의 내부직경을 1 mm로 유지하고, 60 Hz, 교류전원으로 방전한 결과 평균입경 44 um의 기포를 발생시켰고, 이는 일반적으로 용존공기부상법에 사용되는 기포의 크기와 일치한다.
생활이 풍족해질수록 사람들은 음식이나 음료를 통하여 미각을 즐기는 경향이 강해지고 있다. 미각이 발달한 사람들은 다른 감각이 발달한 사람들보다 소비 욕구가 왕성하여 상품정보에 밝은 편이고 신제품에 대한 호기심도 많아 주요고객으로 환영받을 수 있는 가능성이 매우 높다. 이러한 점을 고려할 때 미각은 소비성향의 척도가 될 수 있으며, 이것이 상품개발에 중요한 지표가 될 가능성이 있다. 그러나 맛에 민감하다거나 둔감하다고 표현되는 개인의 미각물질에 대한 감도는 개인마다 일정치 않다. 이것은 미각물질에 따라 개인의 상대적인 역치의 고조나 미각 강도의 대소가 다르거나 감도가 다른 미각물질에 대한 수용구조에 개인차가 있기 때문이다. 이처럼 개인차가 있는 미각을 표준화된 방법으로 측정하는 것은 그리 쉬운 일이 아니다. 미각강도 측정을 위한 Time-Intensity curve는 1958년 음식물의 특성에 대해 관심을 가졌던 Nielson에 의해 개발되었는데 최근에 Takagi와 Asakura가 Time-Intensity curve분석과 기록을 위해 microcomputer를 이용한 방법을 개발하였다. 그들의 방범은 Time-Intensity curve를 모니터에 보여주고 data를 floppy discs에 기록하여 software로 분석하는 것이다. 본 연구는 이것을 좀더 편리하고 단순하게 만들기 위해 감각의 강도를 전기적 저항의 interface를 통하여 computer에 입력하는 대신에 mouse를 이용하여 입력하는 방법을 개발하였다. 새로이 개발된 Time-Intensity curve를 이용하여 커피성분 중 설탕과 프림의 농도에 변화를 주어 맛의 좋고 싫음의 미각강도를 측정하는 실험을 하였다. 그 결과 상품개발의 중요한 지표가 되는 미각의 강도를 측정할 수 있었고 이것은 향후 commercial한 상품의 개발에 유용한 지표가 될 것이라고 본다.시사한다. 본 연구에서는 한국 연구 조직에서 일하는 외국인 연구자들의 동기 및 성과에 영향을 미치는 많은 요인들을 확인할 수 있었다. 상관관계, 분산분석, 회귀분석 등을 통해 활용 성과에 미치는 영향 요인들을 도출하였다. 설문 분석을 통하여 동기 및 성과 사이에는 강한 상관관계가 존재하는 것을 확인할 수 있었으며 이는 전통적인 동기 이론들과 부합한다. 대부분의 변수가 동기 및 성과에 동시에 영향을 미치는 것으로 조사되었으며 그중에서도 조직 협력 문화, 외국인 연구자의 의사소통 및 협력성, 외국인 연구자의 연구 능력 관련 변수들 및 연구 프로젝트의 기술수명주기, 외국인 연구자의 기존 기술지식의 흡수 등이 가장 중요한 변수로 나타났다. 이는 우리가 주로 중국 및 러시아 과학자들을 활용하여 상업화하는 외국인 연구인력 활용 패턴과도 일치하는 결과이다. 즉 우호적인 조직문화를 가지고 있는 연구 조직에서, 이미 과학기술 지식을 많이 가지고 있고 연구 능력도 높은 외국인 과학기술자를, 한국에서 기술이 태동 또는 성장하고 있는 연구 분야에서 활용하는 것이 가장 성과가 좋다는 사실을 확인시켜 주고 있다. 국내에서 최초로 수행된 본 연구는 외국인 연구 인력의 활용 성과가 매우 높으며, 우리의 과학기술혁신시스템을 보완하는 유효한 수단으로써 외국인 연구 인력이 중요한 대안이 될 수 있음을 발견하였다. 외국인 연구 인력을 잘 활용하기 위하여 문제점 및 개선방안을 활용 환경, 연구 인력이 중요한 대안이 될 수 있음을 발견하였다. 외국인 연구 인력을 잘 활용하기 위하여 문제점 및 개선 방안을 활용 환경, 연구 인력관리. 인력 교류사업, 외국인 과학자 지원 창구 등으로 나누어서 정리하였다. 연구시설, 주거시설 등의 하드웨어적 환경에 대한 개선도 중요하지만 연구 인력의 관리 능력 제고, 인력 교류 사업의 개선, 정보 제공 등 소프트웨어적인 활용 능력을 제고하는데 정책적인 관심을 기
본 논문은 pH감도와 교류 광전류의 바이어스 포텐셜 의존성을 이용한 다채널 센서인 LAPS의 실제 제작과, 동기 검파 및 다중화 방법을 이용하여 제작된 센서의 신호를 효과적으로 측정하기 위한 시스템 구현에 관한 것이다. 제작된 LAPS소자는 여러 종류의 물질을 동시에 측정하기 위하여 다채널 감지면으로 구성하였으며, 제작된 소자에 적합한 측정 시스템은 높은 S/N를 유지하면서 다채널 pH농도 측정이 가능하도록 하나의 전치 증폭단을 이용한 시분할 측정과 이에 적합한 제어 시스템을 포함한다. 전체 시스템 하드웨어는 전치 증폭부, 디지털 및 센서부로 구성되었으며, 소프트웨어는 디지털 제어용 시스템 프로그램과 PC프로그램으로 구성된다. 구현된 시스템의 성능을 평가한 결과 양호한 감도, 선형성으로 LAPS에 의한 다채널 측정이 가능함을 보였다.
염분을 함유한 시멘트 모르터 내의 철근의 부식현상을 교류 임피던스법에 의해 고찰하였다. 부식 가속화 장치를 이용하여 단기간 내에 부식현상을 예측하였으며, 측정된 임피던스 값은 제안된 전기화학적 등가회로 및 모델에 적용할 수 있었으며, CNLS(complex nonlinear least squares) fitting법에 의하여 계산된 값과 실험에서 얻은 값이 잘 일치함을 알 수 있었다. 주어진 모델로부터 구한 전하이동저항 (charge transfer resistance, $R_2$)은 염분 농도와 시간에 따른 철근의 무게 감소량의 예측을 가능하게 하였으며, 이는 실제 철근의 무게 감소치에 근접함을 알 수 있었다.
전기화학적 염소 추출법에 의해 염분이 함유된 시멘트 모르터내의 철근의 방식효과를 고찰하였다 초기에 혼입된 염 중 약 $43\%$가 Friedel 염 형태로 시멘트 모르터내에 고정되었으며, 전기화학적 염소추출법에 의해 가용성 염소이온의 추출이 가능하였다. Fick's 2nd law에 의해 시간 및 거리에 따른 농도 profile의 예측이 가능하였으며, 이는 실제값에 근접하였다. 전기화학적 염소추출법 수행 후 부식전위는 양의 방향으로 상승하였으며, 교류 임피던스결과 부식이 억제됨을 알 수 있었다.
본 논문에서는 고농도$\cdot$고수율 오존발생기를 개발할 목적으로 망사형 내부전극과 무성방전의 중첩을 이용한 중첩방전형 오존발생기를 설계$\cdot$제작하였다. 중첩방전형 오존발생기는 방전공간에 3개의 전극(중심전극, 내부전극 및 외부전극)과 2개의 gap(중심전극과 내부전극 사이의 gap과 내부전극과 외부전극 사이의 gap)으로 구성되어있다. 중첩방전형 오존발생기의 중심전극을 공통접지하고 내부전극과 외부전극에 $180{[^\circ]}$의 위상차를 가진 역극성의 교류 고전압을 각각 인가하면 각각의 방전 gap에서 발생하는 무성방전이 중첩되면서 오존이 발생된다. 이때, 내부전극의 조밀도가 증가할수록 방전전극의 면적이 확대되고 방전공간의 전력밀도가 억제되어 오존생성특성이 상승하였다. 그 결과 최대 17,720[ppm], 5.4[g/h] 및 250[g/kwh]의 오존을 얻을 수 있었다.
큰 비정질 형성능을 가지는 FeSiBNb 비정질 리본 합금의 열적 및 자기적 특성에 미치는 Co의 첨가 효과에 대하여 연구되었다. 두께 $40\;{\mu}m$의 비정질$(Fe_{1-X}Co_X)_{72}Si_4B_{20}Nb_4(x=0{\sim}0.5)$ 합금에 대한 열분석 결과, Fe에 대한 Co의 치환량이 증가할수록 과냉각 액상의 존재 온도 범위가 넓어져 비정질 형성능이 증가하는 것으로 평가되었다. 또 Co 농도의 증가에 따라 약간의 $B_8$(800A/m에서의 유도 자속밀도)의 감소가 얻어지나, 투자율이 현저하게 증가하고 철손이 크게 감소하는 경향을 나타내었다. 한편 두께가 두꺼운 상기 비정질 합금의 교류 투자율의 주파수 특성은 와전류에 의한 표피 효과의 증대 때문에 $20\;{\mu}m$ 정도의 두께를 가지는 통상의 비정질 리본 합금에 비해 열화되는 것으로 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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