• 한국융합학회논문지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.193-200
• /
• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권1호
• /
• pp.52-57
• /
• 2023

본 연구는 고성능 유연 전극 소재 개발을 위한 기초 연구로, 유연 전극 소재의 성능을 향상시키기 위해 금속 산화물 CuO nanoparticles (CuO NPs)를 도입하여 탄소나노튜브 섬유(carbon nanotube fiber; CNT fiber) 표면 위에 전기화학적 증착시켜 CNT fiber/CuO NPs 전극을 합성하고, 이를 전기화학적 비효소 글루코스 센서에 적용하였다. 이 전극의 표면 및 elemental composition 분석은 주사전자 현미경(SEM)과 에너지분산형 분광분석법(EDS)을 이용하였으며, 전극의 전기화학적 특성 및 글루코스에 대한 센싱 성능은 순환전압 전류법(CV)과 전기화학 임피던스법(EIS), 시간대전류법(CA)을 통해 조사되었다. CNT fiber/CuO NPs 전극은 CNT fiber의 우수한 특성과 함께 CuO NPs 도입에 따른 약 2.6배의 유효 전극면적(active surface area) 증가 효과와 11배 정도의 향상된 전자전달(electron transfer) 특성 및 우수한 전기적 촉매 활성(electrocatalytic activity) 덕분에 CNT fiber 유연 기반 전극의 글루코스 검출에 대한 성능이 개선되었다. 따라서, 본 연구를 기반으로 다양한 나노구조체를 활용한 고성능 유연 전극 소재 개발이 기대된다.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제26권4호
• /
• pp.334-339
• /
• 2019

To meet the current demand in the fields of permanent magnets for achieving a high energy density, it is imperative to prepare nano-to-microscale rare-earth-based magnets with well-defined microstructures, controlled homogeneity, and magnetic characteristics via a bottom-up approach. Here, on the basis of a microstructural study and qualitative magnetic measurements, optimized reduction conditions for the preparation of nanostructured Sm-Co magnets are proposed, and the elucidation of the reduction-diffusion behavior in the binary phase system is clearly manifested. In addition, we have investigated the microstructural, crystallographic, and magnetic properties of the Sm-Co magnets prepared under different reduction conditions, that is, $H_2$ gas, calcium, and calcium hydride. This work provides a potential approach to prepare high-quality Sm-Co-based nanofibers, and moreover, it can be extended to the experimental design of other magnetic alloys.

• 공업화학
• /
• 제22권5호
• /
• pp.579-581
• /
• 2011

과산화수소에 의한 모발의 화학적 손상을 SEM/EDS, CLSM, FT-IR을 통해 평가하였다. SEM/EDS상에서 과산화수소 처리된 모발은 미처리 모발에 비해 표면의 비늘구조 사이의 간격이 벌어졌고, 구성원소를 분석한 결과 황의 비율이 감소하였으며 산소의 비율은 상대적으로 증가하였다. CLSM 관찰 결과 미처리 모발은 강한 형광을 나타내었지만, 탈색모발은 낮은 형광을 보여주었다. 이는 미처리 모발의 경우 자동형광을 나타낼 수 있는 방향족 아미노산이 많이 존재하는데 비해, 탈색모발은 방향족 아미노산이 파괴되어 형광이 낮게 나온 것으로 볼 수 있다. 또한 FT-IR 분석결과 탈색의 증가에 따라 시스테인산(cysteic acid)이 증가되었으며, 이는 폴리펩타이드 사슬사이에 다리결합을 하고 있는 시스틴의 산화에 의한 것으로 볼 수 있다. 이러한 결과들은 산화적 손상이 S-S 결합을 파괴하고 모발 섬유의 인장력을 낮추어 주는 것을 의미한다.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.418-423
• /
• 2022

Carbon fibers (CFs) are considered promising composite materials for various applications. However, the high cost of CFs (as much as $26 per kg) limits their practical use in the automobile and energy industries. In this study, we developed a continuous stabilization process for manufacturing low-cost CFs. We employed a textile-grade polyacrylonitrile (PAN) fiber as a low-cost precursor and UV irradiation technique to shorten the thermal stabilization time. We confirmed that UV irradiation on the textile-grade PAN fibers could lower the initial thermal stabilization temperature and also lead to a higher reaction. These resulted in a shorter overall stabilization time and enhancement of the tensile properties of textile-grade PAN-based CFs. Our study found that only 70 min of stabilization time with UV irradiation was required to prepare textile-grade PAN-based low-cost CFs with a tensile strength of 2.37 ± 0.22 GPa and tensile modulus of 249 ± 5 GPa.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제20권3호
• /
• pp.133-140
• /
• 2010

탄소 섬유소재는 가벼우면서고 강건한 특성과 화학적 안정성 등으로 인해 항공기, 자동차, 레저, 우주항공, 풍력, 연료전지, 방위 산업 등의 분야를 비롯하여 최근에는 다양한 산업용 복합재료 및 보강용 분야에서 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 탄소섬유의 기능성 향상 및 다양한 응용 분야 확대를 위하여 물리적, 화학적 특성이 우수한 탄소나노튜브와 같은 다양한 탄소나노구조체를 탄소섬유상에 하이브리드화 하는 연구를 진행하였다. ELP(Electroless plating)법을 이용하여 탄소섬유 표면처리 및 촉매 입자 형성을 동시에 진행하였으며, Thermal CVD법을 이용하여 탄소나노구조체를 형성한 결과, 탄소섬유상 Pd/Ni 복합 촉매의 비율에 따라서 탄소나노튜브, 탄소나노필라멘트 등 다양한 형태의 탄소섬유상 탄소나노구조체가 형성되는 것을 알 수 있었다. Pd촉매의 비율이 높을 수록 다중벽 탄소나노튜브(Multiwall carbon naotube)의 생성 비율이 높아지고, Ni촉매의 비율이 상대적으로 증가할 수록 탄소나노필라멘트(Carbon nanofilament)의 생성 비율이 높아짐을 알 수 있었다.

• 한국식품영양과학회지
• /
• 제42권3호
• /
• pp.427-433
• /
• 2013

본 연구는 옥수수 섬유질을 수분주입량의 변화에 따라 압출성형 옥수수 섬유질과 탈전분 압출성형 옥수수 섬유질의 물리화학적 특성 변화를 측정하였다. 원료의 수분주입량은 30, 40, 50%로 조절하였으며 스크루 회전속도와 사출구 온도는 각각 200 rpm, $140^{\circ}C$로 고정시켜 압출성형 하였다. 일반성분 함량은 원료에 비해 감소하였으며, 수분주입량이 30%일 때 옥수수 섬유질과 탈전분 옥수수 섬유질의 불용성 식이섬유 함량은 감소하고 수용성 식이섬유 함량은 증가하였다. 압출성형 옥수수 섬유질의 비기계적 에너지, 직경팽화율, 밀도, 파괴력, 탄성계수는 수분함량이 증가할수록 감소하였고, 비길이는 증가하였다. 압출성형 옥수수 섬유질의 수분흡착지수와 환원당은 수분주입량이 증가할수록 변화가 없었으며 수분용해지수는 감소하였다. 반면에 탈전분 옥수수 섬유질의 수분흡착지수는 감소하고 수분용해지수와 환원당은 증가하였다. 수분주입량 30%일 때 유용성분의 추출이 미량 증가하는 것으로 보아 압출성형공정의 적용하여 섬유질에 포함된 유용성분의 추출이 용이할 것으로 생각된다.

• 폴리머
• /
• 제34권6호
• /
• pp.511-516
• /
• 2010

탄소재료의 표면을 개질하고 이를 광전자 기능소자의 전극 재료로서 응용하는 가능성을 모색하기 위하여 탄소재료의 표면을 폴리(3-옥틸티오펜)으로 전기화학적 방법에 의하여 전착하는 것을 연구하였다. 전착의 기질로 사용되는 탄소재료의 형태로는 시판되는 탄소종이 및 탄소섬유를 택하였으며, 전기중합에 사용되는 단량체의 농도, 전해질의 농도, 인가전압의 변화, 순환전압전류법 사이클 회수를 달리하여 그 영향을 관찰하였다. 단량체의 농도와 전해질 농도의 증가, 인가전압의 증가, 순환전압전류법 사이클 회수의 증가에 따라 탄소종이와 탄소섬유에 중합된 폴리(3-옥틸티오펜)의 양이 증가함을 관찰하였으며, 중합속도에 미치는 영향을 각각의 변수에 대한 지수를 측정해서 분석하였다. 폴리(3-옥틸티오펜)이 중합된 탄소재료의 표면은 주사전자현미경을 통해 관찰하였고 그 구조를 FTIR-ATR로 분석하였다.

• 한국생활과학회지
• /
• 제18권6호
• /
• pp.1315-1321
• /
• 2009

The chemical composition of natural powder dye $Pinux^{TM}$ manufactured from Pinus radiata bark and dyeability of dyed silk fabrics with $Pinux^{TM}$ were examined. It is made up of the optimum dyeing condition of silk fabric according to the dyeing concentration, dyeing time, and dyeing temperature. Also, we examined the colorfastness and antibiosis of dyed silk fabrics to washing, rubbing, perspiration and light. For the analysis of the chemical composition of $Pinux^{TM}$, the total contents of phenolic compound, proanthocyanidin(PA) and anti-oxidative activities of the dye were analyzed. As a result, it was found that the main components of the $Pinux^{TM}$ manufactured from Pinus radiata bark is proanthocyanidin, mostly a flavonoid containing a procyanidin structure, and it consists of approximately 63% phenol. As a result of examining the dyeability of silk fabrics with $Pinux^{TM}$, it showed that the dyeability was best under the conditions of the concentration of dye $1{\sim}1.5%$(wt/v%), dyeing time of 90 minutes, and dyeing temperature at $90^{\circ}C$. It was found that the colorfastness of dyed silk fabrics, colorfastness to washing, perspiration for acidic and rubbing were as good as grade 4 or 4-5. However, the colorfastness to light was low at grade 1, the same as the results of other natural dyed fabrics. As a result of the antibiosis measurement for the $Pinux^{TM}$-dyed silk fabrics, it showed high antibacterial properties to Staphylococcus sureus at 99.6%.

• 기술혁신학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.391-407
• /
• 2013

본 연구에서는 산업연관표를 통해서 특정연도(1990년) 기술의 진부화 정도를 측정하고, 노동생산성과의 연관성을 밝힘으로써 체화가설(embodiment hypothesis)을 검증한다. 이는 기술에 강한 경제적 의미를 부여한 Salter(1969)의 주장에 근거한 것으로, 경제적 잉여율의 감소를 기술진부화 정도로 보았다. 분석대상은 우리나라 제조업에 속한 주요 업종인 음식료, 섬유의복, 화학, 비금속광물, 철강, 금속제품, 일반기계, 전기전자, 정밀기기, 수송기계 등이다. 연구결과, 우리나라 제조업 전체에 대해서 일률적으로 체화가설의 성립여부를 판단하기는 어려웠다. 그러나 제조업 주요 업종 중 섬유의복, 화학, 비금속광물, 금속제품, 전기전자, 수송기계 등의 산업에서는 체화가설이 성립함을 확인하였다. 즉 이들 6개 산업에서는 기존 자본설비에 현대적인 새로운 자본설비가 연속적으로 도입됨에 따라 특정시점에서 자본설비에 체화되어 도입된 기술은 진부화 하지만, 시현되는 노동생산성은 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 개별기업들은 설비투자에 대한 의사결정 시에 관련설비에 체화된 기술진보에 관한 정보를 적극 고려해야 하며, 정부는 R&D지원 일변도의 정책에서 벗어나 체화기술진보 효과가 큰 산업에 대해서는 설비투자를 지원하는 정책도 고려해야 한다.