• 제목/요약/키워드: 전극간격

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연료전지 산소환원반응 향상 위한 백금 촉매의 구조적 특성: 밀도범함수이론 연구 (Fundamental Mechanisms of Platinum Catalyst for Oxygen Reduction Reaction in Fuel Cell: Density Functional Theory Approach)

  • 강석호;이창미;임동희
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권5호
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    • pp.242-248
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    • 2016
  • 연료전지에서의 전체 반응 속도는 산화전극에서 일어나는 수소산화반응에 비해 그 반응 속도가 현저히 느린 환원전극에서의 산소환원반응(oxygen reduction reaction, ORR)에 의해 결정된다. ORR 효율성 평가를 용이하게 하는 지표(descriptor)로서 촉매 표면에서의 산소원자 흡착강도를 활용하는데, 산소흡착강도는 촉매 표면의 기하학적 구조 변형에 따른 전자구조를 변형함으로써 조절할 수 있다. 이에 본 연구에서는 백금 표면의 원자모델을 이용하여 표면의 기하학적 구조가 산소흡착강도에 미치는 영향과 그 원인을 밀도범함수이론(density functional theory, DFT) 계산을 통해 분석하였다. 먼저, 기하학적 구조를 인위적으로 변형시킨 Pt(111) 표면에서의 산소흡착반응을 밀도범함수이론 계산을 이용해 분석함으로써 기하학적 구조변화가 산소흡착강도에 미치는 영향(strain effect)을 확인하였다. 최적화한 Pt 격자상수($3.977{\AA}$)에 ${\pm}1%$ 간격의 변화율을 적용하고 각 변화율마다의 산소흡착강도를 계산하였는데, Pt-Pt 원자 간 거리가 멀어질수록 산소흡착강도가 강해지는 것을 확인하였다. 이는 원자 간 거리가 증가할수록 d-band center가 페르미 준위(Fermi level)쪽으로 이동하게 되며, 이로써 일부 반결합 오비탈(anti-bonding orbitals)에 전자가 채워지지 않기 때문에 전체적으로 반결합 오비탈이 형성될 가능성이 적어지기 때문이다. 결과적으로, 순수한 백금이 가진 격자상수($3.9771{\AA}$) 보다 약 2~4% 작은 백금 표면 격자크기를 가질 수 있도록 유도할 수 있다면 산소흡착강도가 적절히 약하게 조절될 수 있으며, 이는 순수한 백금보다 더 향상된 ORR 성능을 가진 촉매물질 개발 연구를 위한 기초자료로서 활용할 수 있을 것이다.

중질유 오염토양의 세정효과를 증진시키기 위한 전기저항가열의 최적 운전조건 도출 (Derivation of Optimum Operating Conditions for Electrical Resistance Heating to Enhance the Flushing Effect of Heavy Oil Contaminated Soil)

  • 이환;정재윤;강두레;이철효
    • 환경영향평가
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    • 제29권3호
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    • pp.219-229
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    • 2020
  • 본 연구에서는 해안매립지역내 벙커C유로 오염된 토양을 대상으로 토양세정 효과를 증진시키기 위한 전기저항가열의 운전인자 별 최적 조건을 도출하여 융복합 적용가능성을 평가하였다. 회분식 실험결과 Tween-80 세정제 보다 VG-2020 세정제에서 약 1.5배 이상의 높은 세정효율 보였으며, 상온 시 대비 60℃에서 약 1.4배의 세정효율 증가를 가져왔다. 전기저항가열 박스 실험결과, 함수율 20~40%의 토양에서 약 40~80분 내에 100℃까지 상승하였으며, 포화 토양층 내 STS 316재질의 파이프형 전극봉을 3각 배열 시 열전달효율이 우수한 것으로 나타났다. 또한 상기 최적조건으로 토양온도를 60℃ 이상을 유지하기 위한 전극봉의 간격은 1.5 m인 것으로 확인되었고, 전기저항가열과 동반된 토양세정 박스실험에서는 5 PV(Pore Volume)에서 약 55%의 급격한 TPH 저감효율을 보였으며 10 PV(Pore Volume)에서 토양오염 우려기준(TPH 2,000 mg/kg 미만)을 만족하였다.

물리탐사 기법을 이용한 건축 폐기물 매립지의 규모 파악 (ESTIMATING THE VOLUME OF CONSTRUCTION-WASTE LANDFILL USING GEOPHYSICAL TECHNIQUES)

  • 문윤섭;이태종;이채영;윤준기
    • 지구물리
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    • 제6권1호
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    • pp.13-23
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    • 2003
  • 본 연구 대상 지역은 석면 및 콘크리트 잔해물을 포함한 다량의 건축폐기물이 매립되어 있는 곳으로서, 건축 폐기물의 매설량과 매설된 범위를 파악하기 위하여 쌍극자배열전기비저항탐사 및 지반투과레이다탐사를 실시하였다. 전기비저항탐사는 총 6개의 측선에 대해 전극간격을 2, 2.5 및 5m로 설정하여 실시하였고, GPR탐사는 225Mhz송‧수신기 안테나를 이용하여 연속 모드 기법으로 총 12개의 측선에서 실시하였다. 전기비저항탐사 결과 매립된 구간 및 충적층에서는 10~수백ohm-m, 원지반에서는 1,000~5,000 ohm-m의 전기비저항을 나타내며 그 경계는 지상에서 5 m 깊이 안쪽에 위치하는 것으로 확인되었다. GPR탐사를 통하여 원지반과 매립층을 포함한 충적층의 경계 면이 지하 2 m 깊이 내외에 존재함을 확인하였고 이것을 토대로 건축 폐기물의 매립 구간과 심도를 추정한 후 이것을 매설 영역내 13곳을 굴착하여 육안으로 확인하였다. 이러한 결과를 토대로 산출한 매설된 영역의 면적과 부피는 각각 약 3,953$m^2$및 4,033$m^3$ 으로 나타났다.

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홍성 단층대에서의 전기, 전자 탐사 연구 (Electric and Electromagnetic Surveys of the Hongseong Fault Zone)

  • 권병두;이희순;박계순;오석훈;이춘기
    • 한국지구과학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.361-368
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    • 2003
  • 1978년에 규모 5.0의 지진이 발생한 홍성지역에 발달한 단층대의 전기, 전자적 특성을 조사하였다. 전기, 전자 탐사는 최근 토목공사현장에서 단층대 및 파쇄대 등의 연약지반을 확인하기 위한 수단으로 널리 쓰이고 있으며 이들 탐사로부터 얻어지는 전기비저항 구조는 연약대의 공간적 분포를 효과적으로 파악할 수 있는 정보를 제공한다. 홍성지역에 위치한 단층대를 가로질러 쌍극자배열 전기비저항탐사와 MT (Magnetotelluric) 탐사를 실시하였으며 역산을 통해 단층대의 전기비저항의 분포를 추정하였다. MT 탐사는 주단층대를 가로지르는 2.9 km의 측선상의 18측점에서 실시하였으며, 자기쌍극자를 인공 송신원으로 사용하였다 전기탐사는 단층대를 측선의 중앙으로 하여 전극간격이 50 m인 쌍극자배열전기비저항 탐사를 실시하였다. 두 탐사 결과는 예상단층선을 따라 좌우지역의 전기비저항이 서로 다른 양상으로 발달하고 있음을 보여주고 있으며, 특히 예상단층선을 따라서는 뚜렷한 저비저항대가 깊게 발달해 있음을 보여주고 있다. 홍성지역의 단층대에서 낮은 전기비저항분포를 보이는 부분이 수직으로 잘 발달해 있다는 것은 최근에 두 차례의 지진이 발생한 것처럼 이 지역 단층이 활동 중인 단층이라는 사실과 일치하는 결과를 보여주는 것이다. 본 연구 성과는 앞으로 홍성단층 뿐만이 아니라 우리나라에서 발생하는 지진들에 대한 연구에 기초 자료를 제공할 것이라 기대된다.

황색포도알균과 녹농균에 대한 유연전극 구조를 갖는 플라즈마 발생기의 멸균효과 평가 (Evaluation of the Sterilization Effect of a Plasma Generator with a Flexible Electrode Structure on Staphylococcus aureus and Pseudomonas aeruginosa)

  • 박철;이혁재
    • 대한임상검사과학회지
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    • 제52권4호
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    • pp.372-380
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    • 2020
  • 본 연구에서 유연전극 구조의 플라즈마 발생기를 이용하여 S. aureus와 P. aeruginosa의 살균 능력을 평가하였다. 두 균주 모두 1.5×106 CFU/mL 농도의 부유액으로 조제하여 배지에도말 후, 플라즈마 발생기로부터 3 cm, 9 cm 떨어뜨려 15초 간격으로, 30초부터 120초까지 그리고 3분, 5분, 10분 동안 플라즈마를 방전하여 배지에 형성된 colony를 대조군과 비교 하였다. 3 cm 떨어뜨린 배지에서 형성된 S. aureus의 평균 집락은 5분 방전했을 때 9.2×102 (log 값 2.96) CFU/mL 이었고, 10분 방전했을 때는 8.0×10 (1.90) CFU/mL이 형성되었다. 9 cm 떨어뜨린 배지에 5분 또는 10분 동안 방전했을 때 형성된 S. aureus의 평균 집락은 각각 2.16×103 (3.33)과 2.4×102 (2.38) CFU/mL이 형성되었다. 3 cm 떨어뜨려 3분, 5분, 10분간 방전하였을 때 P. aeruginosa는 완전히 사멸되어 colony가 형성되지 않았다. 9 cm 떨어뜨려 3분 방전했을 때 P. aeruginosa는 6.0×102 (2.78) CFU/mL이 형성되었으나, 5분, 10분간 방전하였을 때는 완전히 사멸되어 colony가 형성되지 않았다. 또한 TiO2를 이용한 S. aureus와 P. aeruginosa 실험에서 더 나은 살균 효과를 확인할 수 있었다.

고 선량율 근접 및 온열치료 병용 삽입관의 제작과 특성 (Fabrication of Combined Probes for Interstitial hyperthermia and Brachyradiotherapy)

  • 추성실;김성규
    • 한국의학물리학회:학술대회논문집
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    • 한국의학물리학회 2004년도 제29회 추계학술대회 발표논문집
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    • pp.85-87
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    • 2004
  • 원격조정 아프터로딩 시스템에 사용하는 폴리에틸렌 삽입관에 금박을 입혀 라디오파(RF) 안테나로도 병행사용할수 있는 열 방사선 병용삽입관 을 제작하였다. 30W의 RF 전력으로 15분간 한천 판톰에 가열하였을 때 폴리에틸렌관은 약 5oC 상승하였으나 금박으로 코팅 된 폴리에틸렌관은 약 20${\circ}$C 상승하여 RF 안테나로 대용할 수가 있었다. 한천 팬텀 중앙부에 길이가 2 cm 인 4개의 전극을 1 cm 간격으로 정사각형이 되도록 삽입하여 가열하였을 때 90%등온곡선이 반경 1.25 cm 의 원형으로 균일하게 분포되었고 2 cm 간격으로 삽일 하였을 때 1.75 cm 반경으로 거의 4 각형의 균일한 분포를 얻었다. 개의 뇌 실질에 정방형의 중심을 43${\circ}$C로 50분간 온열 요법을 시행한 후 관찰한 조직병리학적 소견에서 의미있는 변화를 보였다.

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유두체가 손상된 흰쥐 수컷의 성 행동 (Sexual Behavior of Male Rats Following Damage to the Mammillary Bodies)

  • 김종규;김철
    • The Korean Journal of Physiology
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    • 제6권1호
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    • pp.33-37
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    • 1972
  • 유두체가 성 행동에 어떠한 영향을 미치는지를 알기 위하여 흰쥐 수컷 20마리를 두 무리로 나누어 한 무리에서는 유두체에 둔 전극을 거쳐 직류전류를 흘림으로써 유두체를 파괴하여 유두체군으로 하였으며, 다른 한 무리에서는 전류를 흘리기 전까지의 모든 조작을 유두체군에서와 마찬가지로하여 수술대조군으로 삼았다. 수술이 끝난 3주후 두 무리의 성 행동을 비교 관찰하였다. 실험결과는 다음과 같다. 1) 음부 압박을 하고 음경(陰莖)을 질내에 삽입하지 않은 오르기(mount)의 회수는 유두체군의 값이 수술대조군의 값보다 유의하게 적었다. 2) 질내 음경 삽입(intromission)을 동반한 오르기의 수효에 관해서는 두 무리 사이에 유의한 차이가 없었으나, 유두체군의 값이 수술대조군의 값에 비하여 다소 증가하는 경향이 있었다. 3) 질내 음경 삽입 유무를 가리지 않은 모든 오르기의 회수는 수술대조군에 비하여 유두체군에서 증가하는 경향은 있었으나 유의한 차이는 아니었다. 4) 첫 번째 질내 삽입에서부터 첫번째 사정시 까지의 시간 간격인 사정 지체시간(ejaculatory latency) 및 사정이 있은 때로부터 다음번 질내 음경 삽입 까지의 시간 간격인 사정-질내 삽입 시간 간격(postejaculatory interval)에 관하여는 두 무리 사이에 유의한 차이는 없었으나, 유두체군의 값이 수술대조군의 값에 비하여 다소 단축되는 경향이 있었다. 5) 그 밖에 관찰상자에 흰쥐 암컷을 넣은 다음 처음으로 질내 음경 삽입을 동반하거나 동반하지 않은 오르기를 하기 까지의 시간인 오르기 지체시간(mounting latency)과 관찰상자에 흰쥐 암컷을 넣은 후 처음으로 질내 음경 삽입을 하기까지의 시간인 질내 삽입 지체시간(intromission latency) 및 한 질내 삽입과 다음번 질내 삽입사이의 평균 시간인 질내 삽입 간 시간간격(interintromission period)에 관하여는 두 무리 사이에 유의한 차이가 없었다. 위의 결과로 미루어 유두체는 정상 동물에서 성 행동에 현저한 영향은 끼치지 않았으나 이 행동을 다소 억제하는 경향이 있는 것으로 추측된다. 그러나 이들 문제를 결정 짓기에 앞서 더 많은 연구가 요망된다.

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의성 탑리리 오층석탑 기단부 전기비저항 탐사 (Resistivity Survey on Stylobate of Five-story Stone Pagoda in Tamni-ri, Uiseong)

  • 오현덕;권문희
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제23권4호
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    • pp.253-260
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    • 2020
  • 경상북도 의성군 탑리리 오층석탑은 상부구조가 불안정하고 지대석과 기단부의 구조적 변형이 심각한 상태였다. 탑의 기단부 보수공사를 위해서 기단 내부에 석재가 존재하는지를 파악하여 탑을 안전하게 받치고 있는지를 조사하기 위하여 전기비저항 탐사를 실시하였다. 탑의 기단부는 면석을 모두 제거하여 흙과 깬 돌이 노출된 상태이다. 사용한 전극 배열법은 쌍극자 간격을 다변화시킨 변형된 홑극-쌍극자 배열법 II를 사용하였으며 일반적인 홑극-쌍극자 배열법과 함께 사용하여 비교 분석하였다. 그리고 이 연구에서는 직각측선과 같은 심한 지형기복에 의한 왜곡현상을 포함하는 데이터의 신뢰도 검사를 위하여 축소모형실험을 수행하였다. 탐사결과 의성 탑리리 오층석탑의 기단부는 보강 채움 토 내부에 기초석이 존재하고 탑신의 기둥 직하부에 위치하여 탑을 받치고 있는 것을 확인하였다.

탄성파 지정선에 관한 연구 (a study on the elastic wave delay line)

  • 김종상
    • 대한전자공학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.1-15
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    • 1974
  • 본 연구는 탄성파 지연선에 이용되는 탄성표면파중에서 SH표면파 모우드에 대하여 이론적 해석을 하였으며 그 결과 전기-기계적 결합계수가 크며 또한 여전 매질내 깊이 방향으로 아주 작은 감쇠률을 갖고 표면을 따라 전파됨을 알았단. 예로서 PZT-4인 경우 에너지의 80%가 감쇠되는 깊이는 190파장이 된다. 또한 탄성표면파 지연선을 하나의 계단자강으로서 취급하여 삽입손실를 구하였으며 특히 SH표면파 모우드와 같이 전기-기계론 결합계수가 큰 경우는 인터디지탈 트랜스듀셔의 전극폭과 윤극간 간격 사이의 비에 따라 중심 주파수가 현저히 달라진다. 그리고 탄성파 지연선의 온도계수를 벌크파인 종파, 횡파에 대하여 구하였으며 LiTaO2 Z축방향 전파의 횡파는 지연시간의 온도계수가 5.4X10-6/℃로 아주 작아짐을 알았다. 또한 LiNbO3의 130°, 64° 로테이트 Y캇트, X전파의 탄성표면파의 온도계수가 이론치와 잘 일치함을 실험적으로 확인하였다.

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A study of internal reflectance enhancement for crystalline silicon solar cell adopted with Bragg mirror structure using TCAD simulation

  • Jeong, Sujeong;Kim, Soo Min;Lee, Kyung Dong;Kim, Jae eun;Park, Hyomin;Kang, Yoonmook;Lee, Hae-seok;Kim, Donghwan
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.421.2-421.2
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    • 2016
  • 고효율 태양전지에서 후면 반사 방지막은 장파장대(900nm~1200nm) 빛의 내부 반사를 증가시켜 광흡수도를 개선한다. 태양전지 후면에 박형 절연층 구조를 구성함으로써 특정 파장에서 높은 반사도를 얻을 수 있는 Bragg mirror 구조를 이론적으로 계산할 수 있다. Bragg mirror 구조를 이용하여 태양전지의 후면 반사층(Rear reflector layer)을 형성함으로써 태양전지 내부의 광흡수도를 개선할 수 있다. 후면 반사 방지막(Rear anti-reflection coating)으로 사용되는 Al2O3와 SiOxNy 또는 이러한 두 가지 물질의 겹층 구조를 구성하여 장파장대 빛의 반사도 차이에 의한 광흡수도 개선 정도를 광학 시뮬레이션을 통해 계산하였다. 광학 시뮬레이션은 TCAD를 이용하였으며 두 가지 겹층 구조에서 각 반사 방지막의 두께에 따른 단락 전류(Jsc)의 개선 정도, 후면 반사층 두께의 최적화 조건을 계산하였다. 후면 반사방지막을 제외한 기본적인 태양전지 구조는 n-type PERC 구조를 사용하였으며, 후면 반사방지막만의 광학적 특성을 살펴보기 위해 전극은 광학적으로 투명하다고 가정하였다. 반사방지막 두께의 범위는 Al2O3(5-30nm), SiNx(150-300nm), SiOxNy(150-300nm)에서 수행하였으며, 각각 1nm, 2nm 간격으로 진행하였다. Al2O3/SiOxNy 구조에서는 단락 전류가 32.45-32.87mA/cm2 값을 가진다. Al2O3/SiNx 구조에서는 단락 전류가 32.59-32.87mA/cm2 값을 가진다. 결론적으로, 후면 반사방지막의 겹층 구조를 통해 광흡수도를 증가 시킬 수 있으며, TCAD 시뮬레이션을 통하여 입사되는 태양광 스펙트럼에 최적화된 구조를 설계할 수 있다.

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