최근 인공위성의 에너지 저장 매체로서 리튬-이온 배터리가 각광을 받는 추세이다. 리튬-이온 배터리는 다른 화학적 특성을 가지는 배터리들에 비해 높은 작동 전압과 큰 용량을 가지면서 부피도 작기 때문에 위성의 eclipse 기간 동안 위성에 전력을 공급하는 데에 매우 효과적이다. 위성에 전력을 공급하기 위한 에너지 저장 장치로서 리튬-이온 배터리를 사용하기 위해서는 하나의 cell이 아닌 다중 cell을 직렬 연결해서 사용해야 한다. 그러나 cell 간의 미소한 내부저항 차이 때문에 cell 전압의 언밸런스 (Unbalance)가 야기되고 충전 시 저항이 낮은 cell이 과 충전 되어 전지 용량이 급격히 저하되고 이로 인해 배터리의 수명이 줄어들게 된다. 따라서 본 논문에서는 Fly-back topology를 이용하여 다중 cell을 직렬 연결할 때 각 cell간의 전압 편차를 줄여주는 전압안정화 회로를 구현하였으며, prototype 제작 및 시험을 통해 배터리의 전압이 균일해지는 것을 확인하였다.
Indium zinc oxide($In_2O_3-ZnO$, IZO) 박막이 poly(ethylene terephthalate) 플렉시블 기판위에 rf 마그네트론 스퍼터링을 이용하여 $Ar/O_2$ 혼합 가스하에서 rf power, 공정압력 및 IZO 두께를 변화하여 증착되었다. 공정압력이 증가됨에 따라서 증착속도는 약간씩 증가되었고 투과도에는 거의 변화가 없었으나 저항도는 증가되었다. rf power의 증가에 대하여는 증착속도가 크게 증가하였고 투과도는 미소한 변화를 보였으며 저항도는 최저점을 보인 후에 증가하였다. 가장 낮은 저항을 보인 1 mTorr와 90 W의 공정조건에서 IZO 박막의 두께변화를 실시하여 최적의 두께를 찾고자 하였다. $1,500{\AA}$ 두께의 IZO 박막이 가장 낮은 저항도를 나타냈고 염료의 최대흡수 파장영역 주변에서 높은 투과도를 보였다. 두께가 다른 투명전극들을 이용하여 제조된 태양전지의 에너지 변환효율을 측정한 결과, $1,500{\AA}$ 두께의 IZO 전극을 사용한 셀에서 2.88%의 최대 변환효율을 보였다.
기판의 변화가 박막전극의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 박막 $LiCoO_2$ 양극을 alumina, chemically etched-Si그리고 flat-Si기판 위에 증착하였다. Alumina기판의 경우 산소 분위기, $800^{\circ}C$ 30분간 열처리 후 내부에 균열이 존재하는 매우 큰 결정이 형성되었으나 flat-Si 기판의 경우에는 미세하며 균일한 결정이 관찰되었다. Flat-Si 기판 위에 증착된 박막은 alumina또는 식각된 Si 기판의 경우에 비하여 peak potential증감 및 고 전류밀도 방출 능면에서 매우 우수한 특성을 나타내었으며 이는 열처리 후 형성된 결정립의 크기, 표면 형상 및 전류 집전체의 전기저항 차이에 기인한 것으로 생각되었다.
본 연구에서는 폐 리튬이차전지의 스크랩으로부터 순도 높은 황산코발트($CoSO_4$) 용액을 회수하고, 회수된 용액을 이용하여 리튬이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하여 전기화학적 특성을 평가하였다. 황산코발트의 제조는 황산과 과산화수소수를 이용하여 원료물질로부터 금속물질을 녹여내기 위한 침출단계, 가성소다를 이용한 pH 조절로 1차 불순물을 제거하기 위한 중화공정 및 D2EHPA와 $CYANEX^{(R)}272$를 이용하여 2차 불순물을 제거하기 위한 용매추출공정을 거쳐 고순도의 용액을 회수한다. 회수된 황산코발트는 증류수와 희석하여 6 wt.% 황산코발트 용액으로 만들고, 다시 옥살산과 혼합 및 교반 후 건조, 하소 및 리튬의 원료가 되는 $Li_2CO_3$ 분말과 혼합 후 합성 공정을 거쳐 이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하였다. 이를 이용하여 전극을 조립하고, 전기화학적 특성을 평가하였다. 전기화학적 특성은 본 실험에서 합성된 $LiCoO_2$와 상업용 $LiCoO_2$(Aldrich사)를 비교하였으며, 결과는 유사하거나 혹은 합성된 $LiCoO_2$가 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실험을 통해 양극활물질의 재활용 가능성을 확인하였다.
고상 반응법에 의하여 합성된 $LiMn_2O_4$를 구조적인 특성과 전기적인 충방전 특성과 임피던스 특성에 대하여 연구하였다. X-선 회절 분석 결과에 의하면 4가지 형태의 화합물 모두가 $LiMn_2O_4$의 주요 회절선인(111), (311), (004)와 (400)이 모두 일치하여 나타났다. C1과 C2는 유사하게 (110), (222) 및 (313)의 회절선이 미소하게 나타났음을 알 수 있었다. C4의 경우는 (113)이나 (331)과 같은 새로운 회절선이 나타난 것으로 보아 C1과 C2의 구조에서 C3의 구조를 거쳐서 C4의 구조로 구조변환이 일어나는 과정임을 알 수 있었다. 전기적인 충방전 특성으로 부터 C1의 경우는 충전 방전 특성이 아주 저하된 상태를 나타내었으며, C2와 C3의 경우는 유사하게 나타났으나, 이들은 이론용량에 60-70%의 범위에 미치는데 그쳤다. 그러나 C4의 경우는 이론 용량의 70% 이상을 나타내는 좋은 충전 방전 특성을 나타냄을 알 수 있었다. 전지의 이온이나 전자 전달의 효과를 알아보기 위하여 임피던스의 특성으로부터 실수부의 파장이 높은 부근에서 형성된 C2과 C3의 경우는 비교적 좋은 특성을 보이고 있음을 알 수 있었다.
자연목을 개벌하고 잣나무를 조림했올 때 조림년수의 경과에 따라 토양중의 날개응애 군집에 어떠한 변화가 일어나는가를 조사하기 위해 경기도 남양주군 수동지성에서 1988년 6월 부터 1989년 5월까지 매월 1회씩 6지역을 조사하여 날개응애 목록을 작성하고 종구성 및 우점종, MGP분석을 실시하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 조사기간중 38과 64속 109종의 날개응애가 동정되었으며, 전 조사지역에 널리 분포하는 광역종은 35종, 일정한 단계에만 출현되어 비교적 환경 선호성이 있다고 생각되는 협역종은 49종, 전지역에 산발적으로 분포 하는 산발종은 25종이었다. 날개응애 종수는 조임후 3년 경과지에서 조임후 5년 경과지까 지는 증가했으나 조림년수가 경과할수록 종수가 감소하는 경향이다. 우점종은 골무잔날개응 애, Ceratozetes japonicus를 포함해서 6종이었으며 우점종과 약세종수는 조임년수가 경과함에 따라 점차 감소되며 중세종수는 증가하는 경향이었다. 종수백분율은 조임초기에는 P형, 중기는 G형, 후기에는 M형으로 나타났고, 준광역종도 M형으로 나타났다. 개체수백분율에 의 한 MGP분석 II 의 결과는 1, 2, 4구에서는 G형, 3, 5 6구에서는 P형으로 나타났다.
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.
대용량 화학 및 청정에너지의 운반체인 수소는 석유화학 산업 및 연료전지 등에서 많이 활용되는 중요한 산업용 기체이다. 특히 수소는 주로 증기개질 및 가스화를 통해 화석 연료에서 생성되며 부산물로 이산화탄소가 발생한다. 따라서 고순도 수소를 얻기 위해서는 이산화탄소를 제거해야 한다. 본 총설에서는 배러 단위[1 Barrer = 10-10 cm3 (STP) × cm / (cm2 × s × cmHg)]로 보고된 이산화탄소로부터 수소를 분리하는 프리스탠딩 고분자 분리막 및 혼합매질 분리막에 초점을 맞추었다. 최근 보고된 다양한 논문들을 분석하여 분리막의 구조, 형태, 상호 작용 및 제조 방법에 대해 논의하고 구조-물성 관계를 이해하여 향후 더 나은 분리막 소재를 찾는 데 도움이 되고자 한다. 다양한 분리막의 성능 및 특성 검토를 통해 수소/이산화탄소 분리에 대한 Robeson 성능 한계선을 제시하고, 가교, 혼합 및 열처리 등의 기술을 사용하여 분리 특성을 개선하는 다양한 혼합매질 분리막에 대해 논의하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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