• 제목/요약/키워드: 양극판

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그라핀이 코팅된 저탄소강의 고분자전해질 연료전지 양극판으로서의 적용

  • 남대근;김정수;박영도;오원태;조형호
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2011년도 춘계학술발표대회
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    • pp.44.2-44.2
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    • 2011
  • 고분자 전해질 연료전지는 다른 연료전지에 비해 작동온도가 낮고 전류밀도 및 출력밀도가 높으며 시동시간이 짧아서 다양한 분야에 응용이 가능할 것으로 기대된다. 그 중 양극판은 가격비와 중량비가 높아 부품 가격 및 중량을 낮출 경우 파급 효과가 높은 것으로 예상된다. 본 연구에서는 일반적으로 사용하고 있는 스테인리스강보다 가격이 저렴한 저탄소강을 모재로 이용하였다. 저탄소강은 자체로 내식성을 가지지 못하므로, 최근에 차세대 신소재로 각광을 받고 있는 그라핀(graphene)을 전기분무(electro spray coating)법으로 코팅하여 저탄소강의 내식성을 향상시키고자 하였다. 그라핀은 에탄올을 용매로 사용하여 분산하였으며, 분산제로 소량의 다이페닐다이에톡시실란(diphenyldiethoxysilane)을 첨가하여 코팅용액을 제작하였다. 코팅공정은 5~15 kV의 전압을 가하여 1시간동안 코팅을 진행하였으며, 그라핀-저탄소강의 미세구조를 주사전자현미경과 광학현미경을 통하여 관찰하였다. 또한 X-선 회절분석법을 이용하여 그라핀의 결정구조를 분석하였다. 한편 스택의 내부와 유사한 산화성 분위기를 모사하기 위해 $80^{\circ}C$의 0.1N $H_2SO_4$+2ppm $F^-$ 용액에서 내식성 실험을 수행하였고 면간접촉저항을 측정하였다. 그라핀이 코팅된 저탄소강 시편은 고분자 전해질 연료전지 양극판의 요구조건을 만족하였으며, 연료전지 양극판으로서의 사용가능성을 확인하였다.

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원자외선 분광기의 2차원 위치검출을 위한 고 분해능 지연선 검출회로 (HIGH RESOLUTION DELAY LINE READOUT ELECTRONOCS FOR THE TIME 2-D POSITION SENSITIVE DETECTOR)

  • 이진근;신종호;민경욱;남욱원;공경남
    • Journal of Astronomy and Space Sciences
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    • 제19권1호
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    • pp.57-66
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    • 2002
  • MCP(microchannel plate)와 지연산 양극판(delay line anode), 그리고 지연선 검출회로로 구성되는, 원자외선 분광기 에 사용될 2차원 지연선(delay line) 방식 의 위 치 검출기 (position sensitive detector)를 설계하고 그 중 지연선 검출회로를 제작하여 동작 및 분해능에 대한 시험을 수행하였다. 이 시험에서는 검출회로의 고유한 분해능을 확인하기 위하여 MCP와 양극판은 각파 특성이 잘 알려진 스티뮬레이션(stimulator)와 양극판 시뮬레이터(anode simulator)로 대체되었다. 제작된 검출회로는 안정적으로 동작하였으며 분광 및 영상 축 방향으로 각각 약 570ps와 약 100ps의 시간 분해능을 가지는 것을 확인하였다

연료 전지 구성요소에 사용되는 탄소 재료에 관한 고찰 (Review of Carbon Materials Used in Fuel cell Components)

  • 장민혁;강유진;조형근;박초이;심희수;박주일
    • 한국융합학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.193-200
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    • 2021
  • 화석 연료 사용으로 인한 각종 환경오염의 정도가 심화됨에 따라 많은 국가에서 대체 에너지 개발을 위한 투자를 계속해서 진행하고 있다. 대체 에너지 중 하나인 PEMFC는 양극판, 전해질, 가스 확산 층, 전극 네 가지의 주요 구성요소로 이루어져 있다. 이 중 양극판, 가스 확산 층, 전극은 보편적으로 카본 블랙, 탄소 섬유 등의 탄소 재료를 사용하여 제조한다. 탄소 재료들은 공정비용이 비싸거나 부식 등의 단점이 존재하는데 이를 개선하기 위해 많은 분야에서 연구가 진행되고 있다. 본 논문은 이 세 가지 구성요소들의 단점을 개선하기 위하여 시행된 여러 연구결과들을 취합하여 과거부터 현재까지의 PEMFC에 어떤 문제점이 있었고 어떻게 개선되어 왔는지를 파악하여 PEMFC 연구 흐름을 파악한다.

용융탄산염 연료전지에서 양극측 분리판의 부식기구 해석 (Interpretation of Corrosion Mechanism on Anode side Separator for MCFC)

  • 박형호;이민호;이규택
    • 한국재료학회지
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    • 제8권6호
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    • pp.571-576
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    • 1998
  • 본 연구에서는 용융탄산염 연료전지용 분리판으로서 오스테나이트계 스테인레스강 중, 310S를 사용하여 용융염 전해질 및 양극측 분위기에서 부식거동, 부식생성물의 형성과정 및 기구에 관한 고찰을 실시하였다. 분리판의 부식 진행과정은 부식반응 이후 안정 부식생성물이 형성되기까지 빠른 부식이 진행되는 부식생성물 형성단계와 안정 부식생성물 형성 후 보호파괴가 일어나기 까지의 부식 억제단계, 그리고 보호파괴 이후 부식이 다시 증가되는 부식 진행단계의 3단계 과정을 경유하며 진행하였다. 분리판 내 원소들의 농도분포는 부식생성물 형성영역에서는 Fe가, 부식 방어영역에서는 Cr이, 그리고 Ni은 Cr 고갈영역과 기지 안쪽에서 높게 형성되었다. 또한 양극측에서 분리판은 전해질의 이온화에 의한 부식이 주된 부식기구였으며, 최종 부식생성물은 $LiFeO_2$$LiCrO_2$였다.

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알루미늄 박막을 이용하여 양극산화법으로 제작한 규칙적으로 정렬된 미세기공 (Well-Aligned Nano-Sized Pores Using Aluminum Thin Film Fabricated by Aluminum Anodized Oxidation Method)

  • 한가람;윤태욱;강민기;남궁현민;김창교
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.207-207
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    • 2010
  • 알루미늄 양극산화 기술은 저가로 공정이 가능하고, 경제적이며 규칙적인 배열의 나노 미터 크기의 미세기공을 형성할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 인가전압, 양극산화 용액의 종류, 용액의 농도 및 온도 등의 양극산화 조건을 변화시킴에 따라 나노 기공의 직경 및 길이, 밀도 조절이 용이하다. 알루미늄 판 (aluminum plate)을 이용한 양극산화 기술은 상대적으로 많이 알려져 있으나 알루미늄 박막을 이용한 양극산화기술은 아직도 확립되어 있지 않다. 본 실험에서는 실리콘 기판에 Al을 $5000{\AA}$$8000{\AA}$으로 증착시켜서 기판으로 이용하였다. 아주 얇은 두께의 Al은 작은 변화에도 민감하게 반응하기 때문에 공정 변수인 온도와 전압의 정밀한 제어가 되어야 나노 기공의 크기 조절이 가능한 것을 확인하였다.

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전해처리를 통한 밸러스트수의 유해생물 살균처리 (Disinfection of harmful organism for ballast water using electrolytic treatment system)

  • 박상호;김인수
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.227-232
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    • 2004
  • 선박에서 발생되는 밸러스트수를 처리하기 위하여 수중에 포함되어 있는 미생물을 북극전해처리시스템을 이용하여 살균처리 하였다. 전해처리시스템에 유입되는 시료는 정량펌프를 사용하여 상향류로 전극판 사이를 통과하도록 하였으며, 반응시간별로 유량을 조절하여 체류시간을 다르게 하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 Ti/IrO$_2$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전원공급은 최대 전압이 250V, 전류가 100Amper의 맥류가 전혀 없는 트랜지스트 평활회로를 사용한 D.C. Power Supply를 사용하여 전류밀도를 조절하여 운전하였다. 반응시간에 따라 전류밀도를 0.1~l.0A사이로 변화를 주어 실험한 결과 5초 이내에 대부분의 미생물이 사멸됨을 확인 할 수 있었고 연구결과를 통하여 발라스트수 처리에 적용 가능한 기술임을 알 수 있었다.

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충전전압에 따른 겔형 VRLA전지 양극판의 파손방식 (Failure Mode of the Positive Plate on Charging Voltage in Gel Type Valve Regulated Lead Acid Batteries)

  • 오상협;김명수;이흥락
    • 전기화학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.90-95
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    • 2000
  • 겔형 VRLA전지의 파손방식을 조사하기 위하여 $100\%$ 방전심도에서 5시간율 전류로 충방전 수명시험을 하였다. 정전압 충전방식을 사용하여 충전전압을 2.40V와 2.50V로 하였을 때 1,000회 이상의 수명을 나타내었으며, 전지의 무게변화를 측정한 결과 각각 426.4g과 391.2g의 전해액이 감소하였다 2.50V로 충전한 전지가 우수한 수명특성을 나타내었으며, 전해액 손실량이 충전계수와 비례하는 것을 알 수 있었다 1,000회의 충방전 수명시험을 한 전지의 양극기판에는 약 $50{\mu}m$의 부식층이 관찰되었고, 활성물질의 미세구조는 크게 변하였다. 양극판의 파손방식은 활물질 탈락이며, 전해액 손실이 방전용량 감소의 원인인 것을 알 수 있었다.

Atomic Layer Deposition의 두께 변화에 따른 NCM 양극에서의 고전압 리튬 이온 전지의 전기화학적 특성 평가 (Electrochemical Performance of High-Voltage Lithium-Ion Batteries with NCM Cathode Varying the Thickness of Coating Layer by Atomic Layer Deposition)

  • 임진솔;안진혁;김정민;성시준;조국영
    • 전기화학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.60-68
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    • 2019
  • 이차 전지의 고전압 구동은 기존 셀 구조의 변화 없이도 고용량을 구현할 수 있는 유용한 접근 방법 중에 하나이나, 전극 표면에서의 극심한 부반응과 전극 활물질의 구조 붕괴 등과 같은 문제를 야기하게 된다. 본 연구에서는 니켈-망간-코발트 삼성분계(NCM) 활물질을 도입한 양극의 고전압 구동을 위해 원자층 증착법 (Atomic Layer Deposition, ALD)을 통해 전극판 표면에 $Al_2O_3$와 ZnO층으로 구성된 코팅 층을 형성하였다. 기존 ALD법으로 제조되는 박막에 비해 유사한 조건에서도 두꺼운 Al-doped ZnO (AZO)층을 최초로 형성하였고, 코팅된 AZO층의 두께를 달리한 NCM 기반의 양극판을 제조하였다. ALD 코팅된 양극이 도입된 코인셀을 제조하여 두껍게 형성된 코팅 층의 두께에 따른 고전압에서 충방전 거동을 확인하였다.

양극성 장애 환자의 개인적·사회적 기능 상태에 대한 관련 요인 (Factors Associated with Personal and Social Performance Status in Patients with Bipolar Disorder)

  • 김민정;이전호;윤현철;정현강;김승현
    • 수면정신생리
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    • 제26권1호
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    • pp.33-43
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    • 2019
  • 목 적 : 양극성 장애 환자의 기능은 증상의 심각도, 약물 순응도, 수면의 질, 사회적 지지와 관련되어 있다고 알려져 있다. 본 연구에서는, 정신사회적 요인들과 인구학적 요인들이 양극성 장애 환자의 기능 상태와 갖는 연관성에 대해 알아보고자 하였다. 방 법 : 본 연구에서는 양극성 장애 환자 52명을 대상으로 하였다. 다음과 같은 임상적 척도들이 수행되었다: 한국판 personal and social performance scale (K-PSP), 한국판 Hamilton rating scale for depression (K-HDRS), 한국판 young mania rating scale (K-YMRS), 한국판 Pittsburgh sleep quality index (PSQI-K), 한국판 drug attitude inventory (K-DAI), mood disorders insight scale (MDIS), multidimensional scale of perceived social support (MSPSS). 연구 대상의 기능 상태와 임상적 변수들 간의 관계는 상관 분석을 사용하여 분석하였고, 이어 다중 선형 회귀분석을 시행하였다. 결 과 : 전체 K-PSP 점수의 평균은 $57.92{\pm}13.76$이었다. 전체 K-PSP 점수는 K-HDRS 점수와는 음의 상관관계를 나타냈다(r = -0.387, p = 0.005). 반면, K-YMRS 점수와 전체 K-PSP 점수는 통계적으로 의미 있는 관계가 도출되지 않았다(r = -0.205, p = 0.145). 전체 K-PSP 점수는 PSQI-K 총점(r = -0.378, p = 0.005) 및 전반적인 수면의 질(r = -0.353, p = 0.010)과 음의 상관관계를 나타냈다. 전체 K-PSP 점수는 KDAI 점수(r = 0.409, p = 0.003) 및 총 MSPSS 점수(r = 0.334, p = 0.015)와는 양의 상관관계를 보였다. 전체 K-PSP에 대하여 설명 가능한 변수들은 PSQI-K 중 전반적인 수면의 질과 MSPSS 중 가족에 의한 지지였다(adjusted $R^2=28.3%$). 결 론 : 본 연구에서는 우울 증상이 심할수록, 전반적인 수면의 질이 낮을수록, 약물에 대해 부정적으로 인식할수록, 사회적 지지가 적을수록 양극성 장애 환자의 기능 수준이 저하된다는 결과를 제시해주었다. 양극성 장애 환자의 기능 상태는 환자가 보고하는 전반적인 수면의 질과 가족에 의한 사회적 지지를 통해 예측 가능하므로, 환자의 수면 만족도를 증진시키고 가족에 의하여 적절한 지지를 제공하는 것이 양극성 장애 환자의 기능 회복과 사회적 복귀에 있어서 중요한 부분이라고 시사된다.

전기분해에 의한 고농도 질소 제거의 특성 (Removing High Concentration Nitrogen by Electrolysis)

  • 길대수;이병헌;최해경;권동민
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.265-277
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    • 2000
  • 전기분해에 의한 암모니아의 제거 특성을 조사하기 위한 실험을 수행하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 $IrO_2/Ti$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전류밀도, 체류시간, 전극간격 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비 등의 운전조건에 대한 암모니아 제거 특성을 조사하여 전기분해의 최적 운전조건을 결정하였다. 판형태의 양극판과 망형태의 양극판을 사용하여 동일 전류밀도에서 암모니아의 처리효과는 비슷한 것으로 나타났으나, 유효 극판면적이 적은 망형태의 극판을 사용함으로써 전력비를 감소할 수 있었다. 암모니아성 질소에 대한 염소첨가비 $20.0kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$에서 약 73 %의 제거율을 보였으며, 암모니아를 완전히 제거하는데 $27.6kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$이 필요하였다. 암모니아의 제거는 전류밀도, 체류시간 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비에 따라 높았으며, 전극간격은 좁을수록 효과적인 것으로 나타났다. 운전인자와 암모니아 제거율과의 관계는 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=14.5364(Current\;density)^{0.7093}{\times}(HRT)^{1.0060}{\times}(Gap)^{-0.9926}{\times}(Cl^-/NH_4{^+}-N)^{1.0024}$$ COD와 알칼리도를 첨가한 경우 암모니아 제거는 더 높게 나타났으며, 운전인자와의 관계식은 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=9.8408(Current\;density)^{0.6232}{\times}(HRT)^{1.0534}$$ 유기물질과 질소를 동시에 전기분해할 경우 두 물질간은 경쟁관계에 있으며, 암모니아 제거가 지배적인 것으로 나타났다. 암모니아 제거는 유기물질 및 알칼리도를 주입함으로써 높게 나타났다.

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