• 제목/요약/키워드: 마이크로 반응기

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LTCC를 소재로 하는 마이크로 리포머의 최적 설계에 관한 연구 ; 일체형 Reformer/PROX 반응기의 설계 및 성능평가 (A Study on the Optimum Design for LTCC Micro-Reformer: Design and performance evalution of monolith fuel reformer/PROX)

  • 정찬화;오정훈;장주희;정명기
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.615-616
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    • 2006
  • A micro-fuel processor system integrating steam reformer and partial oxidation reactor was manufactured using low temperature cofired ceramic (LTCC). A CuO/ZnO/$Al_2O_3$ catalyst and Pt-based catalyst prepared by wet impregnation were used for steam reforming and partial oxidation, respectively. The performance of the LTCC micro-fuel processor was measured at various operating conditions such as the effect of the feed flow rate, the ratio of $H_2O/CH_3OH$, and the operating temperature on the LTCC reformer and CO clean-up system. The catalyst layer was loaded with "Fill and Dry" coating for small volume. The product gas was composed of $70\sim75%$ hydrogen, $20\sim25%$ carbon dioxide, and $1\sim2%$ carbon monoxide at $250\sim300^{\circ}C$, respectively.

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모노리스 타입 마이크로 촉매 연소기의 담층 내부 물질전달 및 반응 관계에 관한 연구 (Investigation on the Relationship between Mass Transfer and Reaction within the Washcoat of Monolith Type Micro-scale Catalytic Combustor)

  • 이광구;스즈키 유지
    • 한국연소학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.46-53
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    • 2015
  • The relationship between mass transfer and reaction within the washcoat is investigated in a monolith type micro-scale Pt-catalytic combustor. Nondimensionalized balance equation of butane is applied in a simplified washcoat geometry having the shape of slab. Both Thiele modulus and effectiveness factor are considered to compare reaction rate and diffusion rate according to the operation temperature and the diameter of alumina nano-pores. The effect of reaction becomes stronger as the temperature increases, while the effect of diffusion becomes relatively dominant as the diameter of nano-pores increases. From the analysis of butane distribution within the washcoat, design criterion for the thickness of washcoat is discussed.

마이크로트론을 이용한 소형 원적외선 자유전자레이저에서의 발진 특성 (Output Characteristics of Compact Far Infrared Free Electron Laser driven by a Conventional Microtron)

  • 정영욱;이병철;김선국;조성오;차병헌;이종민
    • 한국광학회:학술대회논문집
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    • 한국광학회 2000년도 제11회 정기총회 및 00년 동계학술발표회 논문집
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    • pp.48-49
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    • 2000
  • 한국원자력연구소에서는 가속기의 직경이 70 cm이고, 마그네트론 고주파 발생장치를 사용하는 소형 마이크로트론을 이용한 원적외선 자유전자레이저를 개발하였다$^{(1)}$ . 발진 파장은 100 - 200 $mu extrm{m}$ 영역이며, 첨두 출력은 약 1 - 10 kW이다. 본 연구에서는 개발된 원적외선 자유전자레이저의 시스템 개요와 출력 특성에 관하여 살펴보았다. 최근, 반도체와 물성의 분광학연구, 생명공학연구, 광화학 반응연구, 환경감시 기술개발, 인체영상, 군사용 감시기술 개발 등의 분야에서 새로운 연구와 첨단기술개발에 필요한 원적외선 광원의 요구가 점차 높아지고 있다. 이러한 요구에 부응하기 위하여 원적외선 영역의 다양한 광원 개발이 이루어지고 있으며, 특히, 테라헤르쯔 반도체 소자를 개발하기 위한 노력이 국내외에서 활발히 이루어지고 있다. 그러나, 아직까지는 이러한 광원의 출력이 mW 이하이고, 분광특성이 나빠서 실제응용에 많은 제한이 있다. (중략)

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진동 특성을 고려한 마이크로 엑추에이터 판 스프링의 최적설계 (Optimal Design of Micro Actuator Plate Spring Considering Vibration Characteristic)

  • 이종진;이호철;유정훈
    • 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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    • 한국소음진동공학회 2003년도 추계학술대회논문집
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    • pp.220-225
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    • 2003
  • Recent issue of optical actuator is applying to mobile device. It leads actuator to become smaller than conventional type. This paper proposes the design of micro actuator plate spring and analysis of its vibration characteristic. Considering natural frequency of spindle motor, 1st and 2nd eigenfrequency of micro actuator must avoid its natural frequency. First, magnetic circuit is designed by using fine pattern coil and magnetic force is acquired by simulation program. Then, concept design is achieved by topology optimization. From concept design, micro actuator plate spring is embodied through DOE(design of experiment). Finally, considering vibration characteristic simultaneously, optimal plate spring design is determined by RSM(response surface method).

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고밀도 유도결합 $C1_2CF_4Ar$ 플라즈마를 이용한 $CeO_2$ 박막 식각후 표면반응에 관한 연구 (An Investigation on the Surface Reactions after the Etching of $CeO_2$ Thin Films using High Denstity Inductively Coupled $C1_2CF_4Ar$Ar Plasmas)

  • 장윤성;김남훈;김경섭;이병기;엄준철;김태형;장의구
    • 한국마이크로전자및패키징학회:학술대회논문집
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    • 한국마이크로전자및패키징학회 2002년도 춘계 기술심포지움 논문집
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    • pp.255-258
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    • 2002
  • In this study, $CeO_2$thin films were etched with an addition of $Cl_2$gas to $Ar/CF_4$gas mixing in an inductively coupled plasma(ICP) etcher. The surface reactions of the etched $_CeO2$thin films were investigated by X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). It was analyzed that Ce peaks were mainly observed in Ce-O bonds formed $CeO_2$or $CeO_3$compounds. Cl peaks were detected by the peaks of Cl $2p_{3/2}$ and Cl $2p_{1/2}$. Almost all of Cl atoms were combined with Ce atoms like $CeCl_{x}$ compounds.

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위상-치수 최적화에 의한 마이크로 구동기 판 스프링의 설계 (Plate Spring Design of a Micro Actuator Using Topology-parameter Optimization)

  • 이종진;이호철;유정훈
    • 한국소음진동공학회논문집
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    • 제17권12호
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    • pp.1246-1253
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    • 2007
  • The recent issue of optical pickup actuators is to apply optical storage devices to mobile devices such as a cellular phone and PDA. It requires actuators to become smaller than conventional types. As the size becomes smaller, the magnetic force is reduced and the assembly of optical pickup actuators becomes more difficult. In addition, its dynamic characteristics are changed. In this paper, methods to improve magnetic forces and dynamic characteristics are suggested and the optimal result of the plate spring design is obtained. A diamond shape magnet and the fine pattern coil (FPC) are used to improve magnetic forces and damping elements are attached to decrease the peak magnitude of the mode instead of using structural damping, mostly for the purpose of improving the accuracy of the finite element simulation. To get more stable dynamic characteristics than conventional ones, a plate spring is applied to the optical pickup actuator and it is optimized with topology and parameter optimization to obtain the concept and the detail design, respectively.

막촉매반응기를 이용한 수소생산 (Carbon-free Hydrogen Production Using Membrane Reactors)

  • 도시현;노지수;박호범
    • 멤브레인
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    • 제28권5호
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    • pp.297-306
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    • 2018
  • 본 총설은 분리막기술이 적용된 수소생산에 대한 개론으로, 특히, 암모니아를 수소운반체로 이용하는 수소생산에 대한 연구결과를 중점적으로 서술하였다. 암모니아를 수소운반체로 적용한 수소생산은 추가적인 탄소생성이 없다는 점 외에 여러 측면에 있어 이점이 있다. 많은 연구들이 고순도 수소 분리 및 생산을 위한 분리막 개발을 위해 진행되고 있으며, 이들 중 팔라듐을 기본으로 한 분리막(예를 들어, 다공성 세라믹 또는 다공성 금속 지지체와 팔라듐 합금의 얇은 선택층으로 이루어진 분리막)에 대한 연구가 활발하다. 반면에, 효율적인 암모니아 분해를 위해서는 주로 루테늄 촉매가 적용되고 있으며, 루테늄과 지지체 및 촉진제로 이루어진 루테늄에 기반을 둔 촉매에 대한 연구발표가 다수 존재한다. 수소생산을 위한 분리막 반응기 형태로는 충전층, 유동층, 그리고 마이크로반응기 등이 있으며, 이들의 최적화 및 원활한 물질전달 연구는 현재진행형이다. 또한, 높은 암모니아 분해율, 고순도 수소생산 및 높은 수소생산율을 얻기 위해 분리막과 촉매의 다양한 조합에 대한 연구 및 분리막과 촉매의 역할을 동시에 구현할 수 있는 분리막에 대한 연구가 발표되고 있다.

단일반응기에서 마이크로버블-산소를 이용한 가축분뇨의 유기오염물질, 질소 및 인의 동시 제거 (Simultaneous Removal of Organic Pollutants, Nitrogen, and Phosphorus from Livestock Wastewater by Microbubble-Oxygen in a Single Reactor)

  • 장재경;진유정;강석원;김태영;백이;성제훈;김영화
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권11호
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    • pp.599-606
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    • 2017
  • 마이크로버블-산소를 이용한 물리 화학적인 방법에 의해 가축분뇨에 포함된 유기오염물질과 질소, 인 제거에 효과를 실험실 규모의 단일 반응기를 이용하여 알아보았다. 사용한 가축분뇨의 성상은 TCOD $36,894{\pm}5,024mg/L$, SCOD $22,031{\pm}2,018mg/L$, 암모니아성질소 $4,150{\pm}35mg/L$, 그리고 인산염인 $659{\pm}113mg/L$로 고농도의 유기오염물질과 영양염류를 포함하였다. 마이크로버블과 함께 사용한 기체로 공기를 사용하였을 때 보다 산소를 사용하였을 때, 그리고 산소의 공급량이 많았을 때 유기오염물질, 질소, 인 제거량이 증가하였다. 산소를 분당 600 mL 사용하였을 때 공기를 사용했을 때와 비교하면 TCOD 제거율은 2.5배, 인은 약 5.6배 높았다. 또한 반응 시간이 길수록 영양염류의 제거율은 점진적으로 증가하여, 암모니아성질소와 인 제거는 각각 $41.03{\pm}0.20%$$65.49{\pm}1.39%$까지 제거되었다. 인 제거율을 증가시키기 위해 마이크로버블 적용 한 후 유출수를 응집침전을 시켰을 때, 인은 유입된 인 농도 대비 최대 92.7%까지 제거되는 것이 확인되었다. 그러나 유기오염물질(TCOD) 제거는 초기 6시간 이내에 $28.7{\pm}0.2%$까지 제거되었으나 더 이상 제거되지 않았다. 이 연구 결과 마이크로버블-산소를 가축분뇨 뿐만 아니라 다양한 하 폐수처리장의 포기조에 적용하면 연계된 단위 공정에 부하를 줄일 수 있으며 또한 고품위의 안정적인 유출수를 생산할 수 있는 방법으로 제시할 수 있을 것으로 판단된다.

미세채널에서 수력학적 조절을 통한 단분산성 다중 액적 생성 (Microfluidic Preparation of Monodisperse Multiple Emulsion using Hydrodynamic Control)

  • 강성민;최창형;황소라;정재민;이창수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권4호
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    • pp.733-737
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    • 2012
  • 본 연구는 미세유체의 수력학적 조절을 통한 단분산성 다중 액적 형성방법을 기술한다. 다중 액적을 형성하기 위해 별도의 표면 개질이 필요 없는 co-flowing stream 시스템과 유리 모세관을 이용하여 미세유체 칩을 제작하였다. 유리모세관 미세유체 칩 내부로 0.5 wt% Tween 20이 함유된 증류수, n-hexadecane (5 wt% Span 80), 그리고 10 wt% poly(vinyl alcohol) (PVA) 수용액을 흘려줌으로써 단분산성 다중 액적(W/O/W)을 성공적으로 형성하였다. 더불어, 내부 액적의 개수를 제어하기 위해 수력학적 변수로 작용하는 중간 유체와 최외각 유체의 부피유속을 고정시키고 내부 유체의 부피유속을 조절하는 방법을 사용하여 다양한 내부 액적을 지니는 다중 유화 액적을 성공적으로 완성하였다. 이와 같은 미세유체 시스템을 통해 형성된 다중 액적은 내부물질의 종류에 따라 다양한 화학반응을 위한 하나의 독립된 마이크로 반응기로 사용될 수 있을 것으로 기대한다.

유도결합 C1$_2$/CF$_4$/Ar 플라즈마를 이용한 CeO$_2$ 박막 식각후 표면반응 (Surface Reactions after the Etching of CeO$_2$ Thin films using Inductively Coupled C1$_2$/CF$_4$/Ar Plasmas)

  • 이병기;김남훈;장윤성;김경섭;김창일;장의구
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.27-31
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    • 2002
  • 본 연구에서는 ICP 식각장비에서 700 W의 RF전력과 -200 vo1t의 dc 바이어스 전압 및 15 mTorr의 반응로 압력에서 $Ar/CF_2$ 혼합가스에 $C1_2$가스를 첨가하면서 $CeO_2$ 박막을 식각하였다 최대식각 속도는 10%의 $C1_2$ 가스를 첨가하였을 시에 250 $\AA$/min이었고, 이 조건에서 SBT에 대한 식각 선택비는 0.4이었다. XPS를 이용하여 식각된 $CeO_2$ 박막의 표면반응을 검토하였다. Ce 피크는 대부분 $CeO_2$또는 $Ce_2O_3$형태로 Ce-O 결합상태임을 관찰할 수 있었다. 대부분의 Cl 피크는 CeClx 또는 $Ce_x/O_yCl_z$ 형태로 Ce 원자와 결합하고 있었다

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